ID.nl logo
De brandstofcel: warmte en stroom in huis zonder CO₂-uitstoot
Energie

De brandstofcel: warmte en stroom in huis zonder CO₂-uitstoot

De overstap naar groene energie wordt vooral bemoeilijkt door het opslagprobleem. Zonnepanelen leveren overdag bákken met stroom, maar hoe sla je die op voor de winter? Een veelbelovende oplossing is de brandstofcel, die zonne-energie maandenlang opslaat als waterstof. In de wintermaanden zet deze 'mini-energiecentrale' de waterstof om in stroom en verwarming voor je woning. Lees in dit artikel hoe deze Nederlandse technologie energieopslag betaalbaar maakt.

De brandstofcel, die populair is in Japan, is bij ons nooit echt van de grond gekomen voor huishoudelijke toepassingen. Toch verwachten we heel interessante innovaties van de brandstofcel. Als het de goede kant blijft uitgaan, zal het zelfs mogelijk worden om de overproductie van zonnestroom tot de winter op te slaan.

Ook interessant: Alternatieve bodemwarmtepomp: niet diep, maar breed!

Iedereen heeft de mond vol van de overschakeling naar duurzame energiebronnen en we gaan verwoed de strijd aan tegen de CO₂-uitstoot. Toch blijven er prangende vragen. Bij groene elektriciteitsproductie blijft de buffering en opslag een heikel punt. En is de warmtepomp wel de enige zaligmakende oplossing? Een alternatief is de brandstofcel, maar die is nog erg duur en vrij onbekend. Hoewel, er komt een nieuwe generatie brandstofcellen die als een mini-energiecentrale de woning van elektriciteit en warmte voorziet, en die de overproductie van zonnepanelen zelfs maandenlang kan opslaan. Het gaat zelfs om een vondst van eigen bodem.

Koude verbranding

Een brandstofcel is een manier om via een chemische reactie elektriciteit op te wekken. Het gaat om een toestel met de omvang van een grote koelkast dat door een elektrochemisch proces waterstof aan de bronbrandstof onttrekt en tegelijkertijd zuurstof toevoegt. Die bronbrandstof is bij de huidige brandstofcellen aardgas of biogas. Tijdens deze chemische reactie komt zowel warmte als elektriciteit vrij. Er vindt dus geen verbranding plaats, zoals bij een conventionele condensatieketel. Daarom noemt men het elektrochemische proces 'koude verbranding'.

De brandstofcel zelf stoot geen CO₂ uit, maar slechts water. Bovendien heeft de cel een duurzaam karakter; het apparaat bevat bijvoorbeeld geen bewegende delen. Toch wordt deze oplossing tot op vandaag niet als hernieuwbare energie beschouwd, omdat er bij de huidige generatie brandstofcellen nog steeds fossiele brandstof nodig is. Terecht, maar bij de brandstofcellen die we later in dit artikel zien, komt ook daar verandering in. 

©sivvector

Big in Japan

Klinkt dat futuristisch? Hier in de Lage Landen misschien wel, maar in Japan is de huishoudelijke brandstofcel Ene-Farm Home Fuel Cell van Panasonic in samenwerking met Tokyo Gas al sinds 2009 op de markt. Het gaat om een brandstofcel die aardgas gebruikt om waterstof aan te onttrekken en zo elektriciteit en warm water te produceren. Deze huishoudelijke brandstofcellen worden vandaag in meer dan 200.000 Japanse woningen gebruikt.

©Panasonic.com

In combinatie met de hoogrendementsketel

Daarop startten ook Europese fabrikanten zoals Viessmann in samenwerking met technologiereus Panasonic met de ontwikkeling van brandstofcellen voor huishoudelijke toepassingen. Hier worden brandstofcellen gecombineerd met een hoogrendementsketel op gas. Samen zorgen ze voor verwarming, warm water en elektriciteit.

Er zijn opstellingen waarbij de brandstofcel gekoppeld wordt aan de condensatieketel en uitvoeringen met een ingebouwde gascondensatieketel. De brandstofcel en de gasketel zijn verbonden met een warmtewisselaar die ervoor zorgt dat de restwarmte van de brandstofcel in het buffervat van de ketel wordt opgeslagen. Overigens wordt dit product niet langer gecommercialiseerd in Nederland en België. In Duitsland worden ze nog wel verkocht.

De eerste generatie duur en kwetsbaar

Behalve dat deze generatie brandstofcellen aardgas verbruiken is een ander probleem dat ze op dit moment erg prijzig zijn en alleen aantrekkelijk zijn voor grootverbruikers. Wie meer dan 3500 kWh à 4000 kWh elektriciteit per jaar nodig heeft, kan een brandstofcel overwegen. Als je weinig verbruikt of als je een energiezuinige woning hebt, zal de brandstofcel minder aantrekkelijk zijn. De prijs loopt al snel op richting de 15.000 en zelfs 20.000 euro, en het duurt dus wel even om deze investering terug te verdienen. 

De brandstofcel als energiegenerator

Zo’n brandstofcel werkt met een anode en kathode. De plaats waar de elektrische stroom in de cel binnenstroomt, is de anode. De kathode is de plek waar de stroom de cel weer verlaat. Een voordeel van een brandstofcel ten opzichte van de batterij is dat je constant nieuwe energiedragers aan de cel kunt blijven toevoegen om stroom en warmte te produceren. Dat is een proces dat kan blijven doorgaan, terwijl de accu van een batterij na verloop van tijd 'op' raakt. 

Stroom naar waterstof en terug naar stroom

Overtollige zonnestroom opslaan en bewaren is duur en bedoeld voor korte periodes. Zonne-energie gedurende maanden opslaan in een batterij was tot voor kort ondenkbaar. Toch beweert het Duits bedrijf Home Power Solution een oplossing te hebben om dit soort overschotten veel rendabeler op te slaan via een brandstofcel: de Picea. Dit apparaat gebruikt overtollige zonnestroom van de zonnepanelen om water te splitsen in waterstof en zuurstof. De geproduceerde H₂ (waterstof) wordt vervolgens gebufferd in tanks. 

©Homepowersolutions.de

Zomerstroom bewaren voor de winter

's Winters wordt de waterstof van de Picea weer omgezet in stroom door middel van de brandstofcel. De brandstofcel zou dus ook een oplossing kunnen zijn voor langetermijnopslag van stroom. De woordvoerder van Home Power Solution vertelt ons dat het product momenteel – en ook volgend jaar – alleen in Duitsland wordt verkocht. Bovendien moeten de opslagtanks met het licht ontvlambare waterstofgas buiten de woning worden opgesteld. Verder weten we nog niets over de efficiëntie van het systeem. Volgens de website zou de Picea in staat zijn om 1500 kWh aan 's zomers opgewekte zonnestroom te bewaren voor de winter.

©Homepowersolutions.de

Circulaire energie 

Een ander veelbelovend project vinden we in Nederland bij Circonica. Diederik Jaspers en Wouter van Neerbos hebben in 2018 het bedrijf Circonica Circular Energy B.V. opgericht om samen met de TU Delft en Rijksuniversiteit Groningen een betaalbare en breed inzetbare brandstofcel te ontwikkelen. We spraken met Diederik Jaspers.

"Het grootste probleem van de brandstofcellen die we kennen is dat ze te duur zijn en dat ze een te korte levensduur hebben. In ons onderzoek werkten we met chemicaliën waarmee je deze elektrische energie in combinatie met CO₂ en waterstof toch kunt opslaan, bijvoorbeeld in methanol. De methanol zorgt dan voor zogenaamde ‘chemical storage’. Hierdoor kan de brandstofcel worden ingezet als bouwsteen voor de energietransitie en bij de opslag van duurzame energie. De brandstofcel van Circonica is vooral goedkoper en efficiënter dan zijn tegenspelers."  

©Circonica.com

20 cellen samen zo groot als een colablikje

Ook deze nieuwe brandstofcel zet door een elektrochemische reactie de brandstof om in elektriciteit en warmte. De Circonica is gebaseerd op het HELP-concept: Holle Elektrodes en Losse Platen. De elektrodes zijn gemaakt uit keramiek en niet uit dure, zeldzame materialen. De cellen worden los op elkaar gestapeld. Zo’n stapel van twintig cellen heeft de doorsnede en hoogte van een colablikje. Zo'n 'stack' heeft een vermogen van 250 watt.

Voor een huishouden volstaan één tot vier stacks, aangevuld met een kleine accu voor de momenten van piekbelasting. Uniek aan deze brandstofcel is dat hij tevens dienst kan doen als elektrolyser om overtollige stroom van zonnepanelen om te zetten in waterstof, waarmee hij later opnieuw elektriciteit kan opwekken.

Deze brandstofcel is een alleseter en kan vele typen brandstof aan: aardgas, biogas, waterstof, ammoniak en mengsels daarvan. Door de directe elektrochemische omzetting in elektriciteit is deze brandstofcel drie keer zo efficiënt als een verbrandingsmotor. Ook is het relatief eenvoudig om de cel in een cv-ketel te integreren, omdat de uitvoertemperaturen vergelijkbaar hoog zijn.

Toekomstmuziek

De startup Circonica heeft ondertussen een werkende brandstofcel. In samenwerking met de genoemde universiteiten worden verschillende brandstoffen getest om de brandstofcel te optimaliseren. Door de samenwerking met grondstofleveranciers, spuitgieterijen en een fabrikant van verwarmingsketels mikt men op een prijs van 1500 euro per kW als de productie eenmaal geautomatiseerd en opgeschaald is. Haalbaar dus voor een huishouden, zes tot tien keer lager dan andere brandstofcellen en bovendien veel goedkoper dan warmtepompen die nu 7000 tot 15.000 euro kosten.

Over slim energie opslaan gesproken... 👇
▼ Volgende artikel
Review Odido Klik&Klaar - De voor- en nadelen van 5G voor thuis
© Rens Blom
Huis

Review Odido Klik&Klaar - De voor- en nadelen van 5G voor thuis

Odido schudt de markt van vast internet voor thuis op met Klik&Klaar, een dienst van 25 euro per maand die 5G-signaal omzet naar wifi voor al je apparaten. Klik&Klaar is zo een alternatief voor internet via de kabel of glasvezel, en waarschijnlijk ook goedkoper dan wat je nu betaalt voor bekabeld internet. Wij hebben Klik&Klaar een maand getest in een appartement en delen de plus- en minpunten van de dienst met je.

Goed
Conclusie

Odido Klik&Klaar is kinderlijk eenvoudig te installeren, is – afhankelijk van je locatie – razendsnel en werkt over het algemeen goed. De verbindingsproblemen tijdens slecht weer zijn ons wel tegengevallen. Dit is voor ons reden om te blijven bij de stabielere vaste internetaansluiting in onze woning. Klik&Klaar lijkt ons wel ideaal voor een campingstandplaats, vakantiehuisje of andere plek zonder (betaalbare) vaste internetaansluiting.

Plus- en minpunten
  • Betaalbaar internet thuis
  • Maakt beloofde snelheid ruimschoots waar
  • Gebruiksvriendelijke installatie
  • Instabiel internet bij slecht weer
  • Problemen met wifirepeaters

De eerste plus is de prijs. Met 25 euro per maand is Klik&Klaar lekker betaalbaar. Heb je al een geselecteerd mobiel abonnement van Odido, dan betaal je slechts 20 euro per maand voor Klik&Klaar. De dienst is maandelijks opzegbaar, waardoor je lekker flexibel bent.

Het bestellen via de Odido-website is eenvoudig en we ontvingen het pakket na twee werkdagen thuis, in ons appartement in Castricum. In de doos vind je een Zyxel 5G-modem en een 5G-simkaart, die je in de router stopt om internet te ontvangen. Het blijft fascinerend hoe je al je apparaten van wifi kunt voorzien dankzij een simkaartje ter grootte van je nagel.

©Rens Blom

Het simkaartje dat je bij de router krijgt.

Installatie

Om Klik&Klaar te installeren, download je de gratis Klik&Klaar-app op je iPhone of Android-smartphone. Die loodst je binnen het beloofde kwartiertje door de installatie heen. De app laat duidelijk zien waar je de router het beste kunt neerzetten. Neem die instructies serieus, want weggestopt in een hoek ontvangt de router geen goed internetsignaal en heb je dus ook weinig aan de dienst. Na de eenvoudige installatie geef je je wifinetwerk een naam en verbind je je apparaten. Vervolgens zijn je smartphone, computer, tablet, smart-tv en andere gadgets online. Je hebt onbeperkt internet op de hoogst mogelijke snelheid, zoals je gewend bent van internet voor thuis.

©Rens Blom

De installatie van Klik&Klaar is eenvoudig.

Ervaringen

Na ruim een maand gebruik zijn we over het algemeen erg tevreden over Odido Klik&Klaar, maar sturen we de router toch terug. Dat ligt niet aan de internetsnelheden. Odido belooft via deze dekkingskaart dat de router op ons adres een snelheid van 300 Mbit/s of meer biedt en dat klopt. In de woonkamer – waar de router voor het raam staat – halen we tussen de 300 en 600 Mbps download en 70 tot 200 Mbps upload. Dat zijn uitstekende snelheden. In andere kamers, verder weg van de router, halen we nog steeds meer dan 100/50 Mbps. Netjes.

Ons probleem met Odido Klik&Klaar is de betrouwbaarheid. Niet alleen viel de router in een maand twee keer uit (om na een herstart weer te functioneren), tijdens flinke regenbuien en een najaarsstorm had de router grote moeite om een stabiel thuisnetwerk te bieden. Dipjes in het wifisignaal verstoorden onze videobelvergaderingen, onderbraken de muziek uit de Sonos-speakers en lieten onze telefoons af en toe automatisch overschakelen naar het mobiele netwerk. Ongemakken die we tijdens slecht weer niet ervaren via een vaste internetverbinding, en ongemakken waar we niet op zitten te wachten in het gure Nederland.

©Rens Blom

De Klik&Klaar-router uit de doos.

Goed om te weten: de router heeft twee 2,5Gbit/s-ethernetpoorten om apparaten bekabeld aan te sluiten. Wij hebben de smart-tv rechtstreeks aangesloten en de andere poort verbonden met een switch. De smart-tv heeft tijdens het kijken van Videoland, YouTube en NPO Plus nooit problemen met zijn internetverbinding gehad, ook niet tijdens slecht weer.  

Wifirepeaters

Voor een volledige test hebben we ook twee wifirepeaters van Odido Klik&Klaar besteld. Die heten Wifipunten, zijn optioneel en kosten 2,50 euro per stuk per maand. Je huurt ze en moet ze als ze niet bevallen of bij het stoppen van Klik&Klaar dus terugsturen.

©Rens Blom

©Rens Blom

De installatie van de Wifipunten.

Onze ervaringen met de kleine repeaters, die je neerzet in de vensterbank of op je bureau, zijn gemengd. Enerzijds verbeteren ze het wifisignaal in ons appartement duidelijk. Op onze werkplek, een vide boven de keuken/woonkamer en net buiten de directe zichtlijn van de router in de woonkamer, haalden we via router een downloadsnelheid van 270 Mbps en een uploadsnelheid van 120 Mbps. Na het installeren van een wifirepeater op de wifi, met bijna een zichtlijn op de router, schoot de downloadsnelheid omhoog naar 425 tot 616 Mbps – op basis van vier tests verspreid over een uur. De uploadsnelheid bedroeg bij deze tests 107 tot 110 Mbps en verbeterde dus niet ten opzichte van de oude situatie.

©Rens Blom

Een snelheidstest na het koppelen van een wifirepeater.

Een Wifipunt-wifirepeater heeft twee 2,5Gbit/s-lanpoorten om apparatuur bekabeld aan te sluiten. Onze computer op de werkplek tikte bekabeld op de repeater vrijwel dezelfde snelheden aan als via de wifi.

©Rens Blom

De wifirepeater is handzaam en daarom op veel plekken neer te zetten.

Opmerkelijk is dat heel wat van onze apparaten in de war raakten van de Wifipunten. Smartphones, laptops en tablets leken soms niet meer te weten met welk wifipunt (router, wifipunt één of wifipunt twee) ze het beste konden verbinden, wat leidde tot verbindingsproblemen. Dat terwijl we de repeaters geïnstalleerd hebben volgens de instructies van deKlik&Klaar-app, die in de weken erna steevast aangaf dat ons wifinetwerk er keurig uitzag. Na het verwijderen van de Wifipunten waren de verbindingsproblemen ook opgelost.

©Rens Blom

Conclusie

Odido Klik&Klaar is kinderlijk eenvoudig te installeren, is – afhankelijk van je locatie – razendsnel en werkt over het algemeen goed. De verbindingsproblemen tijdens slecht weer zijn ons wel tegengevallen. Dit is voor ons reden om te blijven bij de stabielere vaste internetaansluiting in onze woning. Klik&Klaar lijkt ons wel ideaal voor een campingstandplaats, vakantiehuisje of andere plek zonder (betaalbare) vaste internetaansluiting.

▼ Volgende artikel
Meer overzicht in de Notities-app: koppen en tekst inklappen in iOS 18
Huis

Meer overzicht in de Notities-app: koppen en tekst inklappen in iOS 18

Met iOS 18 krijg je toegang tot functies die eerder niet mogelijk waren, waardoor je je smartphone nog persoonlijker kunt maken. Ook de Notities-app heeft een update gekregen, zodat je teksten nu veel makkelijker kunt organiseren.

Wanneer je iOS 18 downloadt op je iPhone, dan krijg je ook meteen toegang tot de nieuwe Notities-app. Hiermee heb je nog meer mogelijkheden om je teksten overzichtelijk te organiseren en beheren.

Lees ook: Personaliseer je iPhone: zo pas je in iOS 18 het beginscherm aan

De Notities-app van iOS 18 is onder handen genomen. Daardoor moet het ook gemakkelijker worden om bepaalde informatie terug te vinden. Als je een lange tekst in de app hebt geschreven, dan kan het lastig zijn om een specifieke passage op te zoeken, zelfs wanneer je al koppen en tussenkopjes hebt gebruikt om je tekst te structureren. Maar met iOS 18 is dat makkelijker geworden. Je kunt nu namelijk de kopjes – en daarmee de tekst die daarbij hoort – inklappen en uitvouwen wanneer je wilt.

Zodoende moet je veel sneller door je eigen werk heen kunnen. Wanneer je zo'n kop inklapt, verdwijnt de alinea die daarmee geassocieerd wordt. In beeld verschijnt dan een kleine pijl naast de betreffende kop. Als je daar op tikt, dan komt de alinea tevoorschijn. In dit artikel leggen we uit hoe je de koppen inklapbaar maakt en hoe je ze daarna ook weer kunt uitklappen. Heel moeilijk is het niet, maar je moet wel even weten waar het staat.

Inklapbare koppen voor Notities

Open de Notities-app op je iPhone, zodra je die hebt geüpdatet naar iOS 18. Je kunt nu een notitie selecteren en openen (eventueel vanuit een map), of een nieuwe aanmaken. Dat laatste doe je door rechts onderin op het knopje te drukken dat lijkt op een potlood in een vierkant. Maak de tekst op zoals je dat altijd zou doen en voeg de koppen toe die je wilt gebruiken. Koppen maak je aan door een regel te selecteren en onderin, op de balk met opties, op Aa te klikken. Zie je deze balk niet? Klik dan op het plusicoon.

Aa is de opmaakknop. Daarmee bepaal je wat voor type tekst het is: een titel, koptekst, subkop of hoofdtekst. Selecteer nu Koptekst of Subkop. Links van de (sub)kop zie je nu een pijltje staan, dat naar beneden gericht is. Dat betekent dat deze sectie uitgeklapt is. Als je op het pijltje tikt, kun je de alinea inklappen, zodat deze uit beeld verdwijnt. Klik je er nogmaals op, dan komt de alinea weer tevoorschijn.

Tot slot is het mogelijk de tekst, in welke opmaakvorm dan ook, van kleurtjes te voorzien. Selecteer dan wederom een regel of alinea, tik als dat nodig is op plus, dan op Aa en tik rechts op de kleurknop (bij ons staat die standaard op paars).