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.

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... 👇

The Duskbloods, de nieuwe game van Elden Ring- en Dark Souls-ontwikkelaar FromSoftware, zal echt alleen op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Dat heeft de ontwikkelaar benadrukt bij het bekendmaken van zijn kwartaalcijfers (via VGC). Daarbij werd ook nog eens benadrukt dat The Duskbloods nog altijd gepland staat om ergens dit jaar uit te komen, net zoals de Switch 2-versie van Elden Ring.

Over de exclusieve Switch 2-release van The Duskbloods: "Het wordt verkocht via een samenwerking met Nintendo, met verkoopverantwoordelijkheden verdeeld per regio. De game komt alleen voor Nintendo Switch 2 beschikbaar." Daarmee is dus duidelijk gemaakt dat Nintendo een nauwe samenwerking met FromSoftware is aangegaan voor de game en dat het spel niet zomaar op andere platforms uit zal komen.

Over The Duskbloods

The Duskbloods werd begin vorig jaar aangekondigd in een speciale Nintendo Direct waarin de eerste Switch 2-games werden getoond, maar sindsdien zijn er geen nieuwe beelden van het spel uitgebracht. Zoals gezegd is de game ontwikkeld door FromSoftware, het Japanse bedrijf dat naam voor zichzelf heeft gemaakt met enorm uitdagende spellen, waaronder de Dark Souls-serie en Bloodborne. Met de openwereldgame Elden Ring scoorde de ontwikkelaar enkele jaren geleden nog een megahit.

The Duskbloods wordt een PvPvE-game, waarbij spelers het dus tegen elkaar en tegen computergestuurde vijanden opnemen. Maximaal acht spelers doen aan potjes mee. Na het kiezen van een personage in een hub-gebied wordt men naar een gebied getransporteerd waar er met andere spelers en vijanden gevochten wordt, al kan men soms ook samenwerken om vijanden te verslaan.

Spelers besturen een 'Bloodsworn', wezens die dankzij een speciaal bloed dat in hun lichaam zit meer krachten tot hun beschikking hebben dan reguliere mensen. Ondertussen is het einde van de mensheid nabij, en bestaat de wereld uit verschillende tijdperken, wat voor een mengelmoes van stijlen zorgt.

Resolutie is marketing, refreshrate is beleving. Waar 4K zorgt voor een mooi plaatje, zorgt een hoge verversing (Hz) ervoor dat je daadwerkelijk wint. Hieronder lees je waarom snelheid in feite de échte koning is in gaming.

Veel gamers staren zich blind op 4K-resolutie. Ze kopen een duur scherm, zetten de settings op Ultra en vragen zich vervolgens af waarom hun spel stroperig aanvoelt. De misvatting is dat 'mooier' gelijkstaat aan 'beter'. In werkelijkheid is de vloeibaarheid van het beeld – de refreshrate, oftewel verversingssnelheid – veel bepalender voor hoe direct en responsief een game aanvoelt. Aan het eind van dit artikel weet je precies of jij moet kiezen voor pixels of snelheid.

Hoe je ogen bedrogen worden door Hertz

Stel je voor dat je snel met je muis over je bureaublad beweegt. Op een standaard 60Hz-scherm zie je de cursor in schokjes over het beeld springen; je hersenen vullen de gaten in. Op een 144Hz- of 240Hz-gaming-monitor verdwijnen die gaten.

Het technische verschil zit hem in de verversingssnelheid: het aantal keren per seconde dat het beeld wordt vernieuwd. Bij 60 Hz krijg je elke 16,6 milliseconden een nieuw beeld. Bij 144 Hz is dat elke 6,9 milliseconden. Dat klinkt als een klein verschil, maar je voelt het direct. Het gestotter dat je onbewust gewend bent verdwijnt. Bewegingen voelen boterzacht aan, alsof de cursor (of je crosshair) aan je hand vastgeplakt zit in plaats van er achteraan zwemt. Dit effect wordt motion clarity genoemd: objecten blijven scherp, zelfs als ze snel door het beeld bewegen.

©Framestock

De winst in shooters en snelle actie

Wanneer werkt dit in je voordeel? Vooral in competitieve shooters zoals Call of Duty, Counter-Strike of Valorant. In dit soort games telt elke milliseconde. Een hogere refreshrate vermindert de input lag, oftewel de tijd tussen jouw klik en de actie op het scherm.

Stel, je draait je personage snel om. Bij een lage refreshrate wordt de vijand een fractie later getoond en zie je veel bewegingsonscherpte (motion blur). Met een hoge refreshrate zie je de vijand eerder en scherper, waardoor je sneller kunt reageren. Je hebt letterlijk actuelere informatie dan je tegenstander. Om dat te bereiken heb je wel een krachtige videokaart nodig die genoeg beelden per seconde (FPS) kan genereren om je snelle scherm bij te houden.

Wanneer resolutie het toch wint van snelheid

Is snelheid altijd heilig? Nee. Als je vooral tragere, meer verhalende games speelt (zoals Cyberpunk 2077 in de 'sightseeing' modus), Microsoft Flight Simulator of grafische RPG's, dan voegt 240 Hz weinig toe. In deze titels kijk je vaak naar stilstaande of langzaam bewegende omgevingen.

In dat geval wil je juist de texturen van de bomen, de reflecties in het water en de details in gezichten zien. Een 4K-monitor op 60 of 120 Hz is dan een logischer keuze dan een onscherp 1080p-scherm op 360 Hz. De visuele pracht weegt hier zwaarder dan de milliseconden reactietijd. Ook voor console-gamers die op de bank zitten, is een goede televisie met 4K en HDR vaak indrukwekkender dan puur de hoogste framerates.

Situaties waarin een hoge refreshrate zinloos is

Er zijn momenten dat investeren in een snel scherm weggegooid geld is. Dat gebeurt bijvoorbeeld als je hardware de snelheid niet kan leveren; als je videokaart maar 50 frames per seconde kan leveren, heeft een 144Hz-scherm geen nut omdat het scherm wacht op de computer. Daarnaast beperken oude kabels je bandbreedte, waardoor je monitor soms terugvalt naar 60 Hz zonder dat je het doorhebt. Ook op oudere consoles zoals de Nintendo Switch of de standaard PS4 heb je niets aan snelle schermen, omdat deze hardware fysiek gelimiteerd is op 60 Hz of lager.

Bepaal wat jouw setup aankan

Kijk dus kritisch naar je huidige situatie voordat je naar de winkel rent. Heb je een high-end pc die makkelijk 120+ FPS haalt in jouw favoriete games? Dan is een upgrade naar een 144- of 165Hz-monitor de grootste sprong in spelplezier die je kunt maken. Speel je op een PlayStation 5 of Xbox Series X? Zoek dan specifiek naar een scherm met HDMI 2.1-ondersteuning om 120 Hz op 4K mogelijk te maken. Zit je ver van je scherm af en speel je relaxed? Investeer dan liever in resolutie en kleurdiepte.

©Proxima Studio

Kortom: snelheid is de sleutel tot succes!

Verversingssnelheid is belangrijker dan resolutie voor iedereen die actie- of competitieve games speelt. Het zorgt voor een vloeiender beeld, minder input lag en betere motion clarity, wat je direct een voordeel geeft in het spel. Resolutie is vooral luxe voor het oog, maar refreshrate is pure prestatie voor de speler.