Ontwikkelingen in technieken voor hernieuwbare energie

Hernieuwbare technieken

Naast de bekende hernieuwbare technieken zoals windturbines, zonnepanelen en dergelijke, zijn er nieuwe technieken voor het opwekken van hernieuwbare energie in ontwikkeling. Hieronder worden er vier beschreven:

• energie uit ijzer,
• energie uit geluid,
• energie uit algen,
• energie uit planten.

De techniek voor het verbranden van ijzerpoeder kan grootschalig worden toegepast en levert hernieuwbare warmte, de andere drie technieken zijn meer geschikt voor het op kleine schaal opwekken van energie en leveren elektriciteit.

IJzer als hernieuwbare energiebron

IJzer is geen energiebron, net als waterstof kan ijzer als een hernieuwbare energiedrager worden gebruikt. IJzer heeft een hoge verbrandingswaarde mits het vermalen is tot een fijn poeder. Dit poeder verbrandt uitstekend bij 2000 ^oC, als er zuurstof aan toe wordt gevoerd. Als het ijzer verbrandt ontstaat er geen kooldioxide maar ijzeroxide (roest). Dit roest is weer om te vormen tot ijzer door het roest te laten reageren met waterstof. Het ijzer kan dan opnieuw worden verbrand. IJzer en waterstof kunnen op deze manier een duurzame energiekringloop vormen, zonder kooldioxide-emissie, mits de waterstof duurzaam wordt geproduceerd. IJzer, als brandstof, is gemakkelijker te vervoeren dan waterstof. Roest kan vervoerd worden naar landen met veel zonne-energie waar waterstof wordt geproduceerd. Het roest kan daar, met waterstof, omgevormd tot ijzer en weer terug worden vervoerd als brandstof.

Het bedrijf RIFT (Renewable Iron Fuel Technology) ontwikkelt de techniek om ijzer als een hernieuwbare energiedrager te gebruiken. Een eerste ijzerboiler, met een vermogen van 1 MW, leverde warmte aan 500 huizen via een warmtenetwerk. De na verbranding ontstane roest werd in een andere installatie, met behulp van groene waterstof, weer omgezet in ijzerpoeder. Een kilo ijzerpoeder levert na verbranding 1,3 kilo roest en na het ontroestingsproces weer een kilo ijzerpoeder. Het is een heel circulair proces zonder CO₂-uitstoot [RIFT].

Het ijzer kan ook als opslagmedium worden gebruikt door, in tijden van teveel aan elektriciteit, waterstof te produceren en daarmee roest om te zetten in puur ijzer. Dat is beter te bewaren en over langere afstanden te vervoeren dan waterstof.

Energie uit geluid

Het bedrijf LV Energy wekt energie op uit geluid. Geluidstrillingen worden omgezet in elektrische energie via een soort microfoon. Geluidsgolven hebben een lagere energie vergeleken met de energie uit zonnepanelen of windmolens. De energie kan gebruikt worden in elektronische toepassingen, met een laag energieverbruik. Zo kan bijvoorbeeld in een restaurant met achtergrondmuziek, de energie van deze geluidsgolven worden gebruikt om de tablets van het personeel, waarmee de bestellingen worden opgenomen, van energie te voorzien. Er lopen inmiddels drie pilotprojecten om te laten zien dat de techniek werkt [NRC].

Energie uit algen

Algen kunnen, dankzij de fotosynthetische eigenschappen van deze micro-organismen, licht omzetten in elektrische stroom. De opbrengst van deze techniek gaat in de richting van één Watt per vierkante meter.

Energie uit planten

Het bedrijf Plant-e gebruikt groeiende planten om sensoren en lampen van energie te voorzien. Het zijn niet de planten zelf, maar de bacteriën die rond de wortels van de plant leven, die de elektriciteit leveren. Door fotosynthese zet een plant water en koolstofdioxide om in glucose en zuurstof. Daarmee wordt organisch materiaal gemaakt, waarmee de plant groeit. Een deel van het organische materiaal wordt uitgescheiden naar de bodem, waar bacteriën het afbreken, daarbij komen elektronen vrij. Deze elektronen worden door een koolstofelektrode in de grond afgevangen en zo ontstaat een biologische batterij [Volkskrant].

Het bedrijf Plant-e ontwikkelt toepassingen die van de biologische batterij gebruik kunnen maken. Voorbeelden zijn meetinstallaties op afgelegen plaatsen of sensoren om de natuur, in niet goed bereikbare gebieden, te monitoren. Een van de toepassingen is een grondwatersensor die gevoed wordt door elektriciteit uit een biologische batterij. De sensor kan jarenlang data verzenden zonder dat er een batterij hoeft te worden vervangen of zonder dat een zonnepaneel moet worden onderhouden. De techniek kan ook gebruikt worden in de tuinbouwsector om de kwaliteit van het oppervlaktewater te bepalen of op een golfterreinen om het bodemvocht te meten. De eerste commerciële projecten worden nu opgestart [NRC].