Onderzoekers Wetsus verbeteren productie energie uit zoet en zout water

Waar zoet en zout water samenkomen, bijvoorbeeld waar rivieren in zee stromen, kun je elektriciteit opwekken. In zout water bevinden zich namelijk veel meer geladen deeltjes, ionen, dan in zoet water. Als je zout en zoet water scheidt door een membraan dat alleen positief of negatief geladen deeltjes doorlaat, dan ontstaat er een elektrische spanning die je kunt omzetten naar elektriciteit. Het principe is al langer bekend, maar de vermogensdichtheid was altijd veel te laag om grootschalige toepassing interessant te maken. Met het onderzoek in de laboratoria van Wetsus is deze vermogensdichtheid de afgelopen 3 jaar verdubbeld.
Komende maand wordt op de Afsluitdijk de eerste energiecentrale ter wereld opgestart die werkt op basis van ionentransport tussen zoet en zout water. De totale hoeveelheid elektriciteit die op de Afsluitdijk opgewekt zou kunnen worden, is voldoende voor de energiebehoefte van 500.000 huishoudens. Deze pilotcentrale is een belangrijke tussenstap tussen het onderzoek in het lab en een commerciële elektriciteitscentrale. Deze installatie, die wordt gerealiseerd door onder meer REDstack BV en Fujifilm, bevat in totaal nu vierhonderd vierkante meter aan membranen die per uur 220.000 liter zout en 220.000 zoet water kunnen verwerken. Dat aantal wordt de komende jaren verder uitgebreid naar 100.000 vierkante meter. Om ruimte te besparen worden er verschillende membranen direct achter elkaar geplaatst, op een afstand van 0,3 – 0,5 millimeter van elkaar. Voor een commerciële installatie heb je uiteindelijk miljoenen vierkante meters membraan nodig.
Een van de verbeteringen die hebben bijgedragen aan de commerciële toepassing van energie uit zoet en zout water is de ontwikkeling van membranen met microscopisch kleine richels op het oppervlak. Hierdoor kan het water gemakkelijk door de kanaaltjes stromen die door deze richels ontstaan, terwijl het effectieve membraanoppervlak ook nog groter wordt. Bij het onderzoek van David Vermaas, waarbij deze membranen ook in de praktijk werden getest, bleek dat de membraaninstallaties veel gemakkelijker schoon te maken zijn, door bijvoorbeeld periodiek lucht door het systeem te spoelen. Enver Güler ontwikkelde daarnaast nieuwe types membranen die een hogere vermogensdichtheid geven.

Vermaas promoveert op 17 januari op dit onderzoek naar energie uit zoet en zout water bij de vakgroep Membrane Science & Technology (onderdeel van onderzoeksinstituut MESA+) van prof. dr. ir. Kitty Nijmeijer. Güler promoveert in de groep van Nijmeijer twee weken later in de groep van Nijmeijer. Inmiddels zijn er weer drie nieuwe promovendi gestart bij Wetsus, in samenwerking met Universiteit Twente en Wageningen Universiteit, die het onderzoek van Vermaas en Güler zullen vervolgen. Bij het onderzoek wordt intensief samengewerkt met het REDstack, Fujifilm en andere bedrijven.

(Persbericht Wetsus, januari 2014)