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

De brandstofcel produceert waterstof en stoot alleen water uit.

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

De Ene-Farm Home-brandstofcel links met daarnaast een eenheid voor warm water.

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 Vitovalor PT2, een verwarmingssysteem met brandstofcel.

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

In de wintermaanden zet de brandstofcel de opgeslagen waterstof opnieuw om in stroom.

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

De Picea slaat het waterstofgas op in tanks.

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

De brandstofcel van Circonica moet een betaalbare en veelzijdige energiegenerator worden.

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... 👇

Vraag een offerte aan voor thuisbatterij:

▼ Volgende artikel
Een nieuwe camera kopen: hier moet je op letten voor de perfecte match
© SHOTPRIME STUDIO
Huis

Een nieuwe camera kopen: hier moet je op letten voor de perfecte match

De aanschaf van een nieuwe camera is een spannend moment, maar het enorme aanbod maakt kiezen soms lastig. Ga je voor full-frame, veel megapixels of staat gebruiksgemak voorop? Wij helpen je door de specificaties heen te kijken. In dit artikel wijzen we je op de aandachtspunten voor jouw zoektocht, zodat je kunt investeren in apparatuur waar je jarenlang plezier van hebt.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Kamera Express

De knoop is doorgehakt: je gaat een nieuwe camera kopen. Dat is een leuk vooruitzicht, maar zodra je het aanbod bekijkt, kan de keuzestress toeslaan. Er zijn immers talloze modellen, sensoren en systemen op de markt die allemaal om je aandacht vragen. Om te voorkomen dat je verdwaalt in de specificaties, is het slim om vooraf goed in kaart te brengen wat je precies zoekt. Het maken van de juiste keuze begint niet bij de hardware, maar bij jezelf.

Bepaal je doel en de gewenste beeldkwaliteit

De allerbelangrijkste vraag die je jezelf moet stellen is wat je precies wilt gaan vastleggen. Een straatfotograaf heeft natuurlijk hele andere eisen dan iemand die vogels in de vlucht wil fotograferen of studioportretten maakt. Je doel bepaalt dus voor een groot deel welk type sensor je nodig hebt.

De sensor is het hart van je camera en heeft veel invloed op de beeldkwaliteit en prestaties bij weinig licht. Full-frame sensoren zijn fantastisch in donkere omstandigheden en bieden een prachtige scherptediepte, maar zijn vaak prijziger en zwaarder. Crop-sensoren zijn daarentegen compacter en vergroten het bereik van je lens, wat weer handig is voor natuurfotografie.

Kijk daarnaast kritisch naar de resolutie. Megapixels zijn belangrijk als je foto's op groot formaat wilt afdrukken of achteraf veel wilt bijsnijden, maar voor online gebruik volstaat een lagere resolutie vaak prima.

Het totale kostenplaatje

Bij de aanschaf van fotoapparatuur kijken mensen vaak alleen naar de prijs van de camera zelf, de zogenoemde body. Het is echter verstandiger om naar het totaalplaatje te kijken. Voor een beginnende fotograaf biedt een instapmodel vaak al meer dan genoeg functionaliteit, terwijl een gevorderde gebruiker misschien specifieke wensen en eisen heeft die een duurder model rechtvaardigen.

Vergeet daarom niet dat je budget ook ruimte moet overlaten voor accessoires. Lenzen zijn vaak bepalender voor de kwaliteit van je foto dan de camera zelf. Daarnaast heb je snelle geheugenkaarten, reservebatterijen en een goede tas nodig. Reken je rijk door het complete pakket in te schatten, zodat je niet voor verrassingen komt te staan.

Ergonomie en bedieningsgemak

Specificaties op papier zeggen niets over hoe een camera in de hand ligt. Het gebruikscomfort is misschien wel de meest onderschatte factor bij een aankoop. Een camera moet goed aanvoelen, niet te zwaar zijn als je er de hele dag mee op pad gaat, en een logische knoppenindeling hebben.

Voor beginners kan het heel prettig zijn als een camera beschikt over goede automatische functies, zoals oog-autofocus en gezichtsherkenning, zodat je direct scherpe foto's maakt. Wil je juist groeien in je hobby? Dan is het belangrijk dat de camera voldoende fysieke knoppen heeft om instellingen als sluitertijd en diafragma handmatig en snel aan te passen, zonder dat je eerst diep in een menu moet duiken.

©Niks Ads

Denk aan de toekomst en test het zelf

Een camera is zelden een losstaande aankoop; je koopt je in in een systeem. Controleer daarom altijd de uitbreidingsmogelijkheden. Heeft het merk dat je op het oog hebt voldoende lenzen beschikbaar die passen bij jouw ambities? Misschien wil je in de toekomst wel investeren in een reportageflitser of specifieke macro-lenzen.

Door te kiezen voor een systeem met voldoende compatibele accessoires, voorkom je dat je over een paar jaar alles moet vervangen. De beste manier om hier zeker van te zijn, is door het zelf te ervaren. Reviews lezen en specificaties vergelijken op de website van Kamera Express is een goed startpunt, maar stap vooral ook een winkel binnen. Door verschillende modellen vast te houden en advies te vragen aan specialisten, merk je direct welk model voor jou de juiste 'klik' heeft.

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 betaalbare pizzarettes voor minder dan 100 euro
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 betaalbare pizzarettes voor minder dan 100 euro

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we binnen een bepaald thema naar zulke deals. Gek op Italiaans eten? Kijk dan eens naar een pizzarette: een elektrische tafeloven waarbij iedereen aan tafel zijn eigen mini-pizza's kan beleggen en bakken. Wij vonden er vijf voor je.

Een pizzarette is een elektrische tafeloven met een terracotta koepel, vergelijkbaar met gourmetten. Iedereen aan tafel belegt zijn eigen mini-pizza en schuift deze via openingen in de oven. Binnen enkele minuten heb je een versgebakken, krokante pizza. Het is een gezellige, sociale manier om samen te eten. Wij vonden vijf mooie modellen voor een gezellige avond voor minder dan 100 euro.

Emerio PO‑115848 Pizzarette

Dit model van Emerio is geschikt voor zes personen maar heeft een iets ander ontwerp. De terracottadom is gecombineerd met een stevige kunststof basis met antislipvoetjes. Het apparaat gebruikt ongeveer 1200 watt, wat betekent dat de pizzarette snel op temperatuur komt. De bakplaat is voorzien van een antiaanbaklaag waardoor deeg niet blijft plakken en je weinig tot geen olie nodig hebt. Je kunt de pizzarette niet alleen voor pizza gebruiken; met de zes bijgeleverde spatels maak je ook minipannenkoekjes of wraps. Bovenop de dom bevinden zich kleine openingen zodat stoom kan ontsnappen, wat een knapperige korst bevordert. Een controlelampje laat zien wanneer de oven klaar is voor gebruik.

Review.nlis hét testpanel-platform van Kieskeurig.nl waar je als consument de unieke kans krijgt om de nieuwste producten, zoals elektronica en huishoudelijke apparaten, uitgebreid thuis te proberen. Het concept is eenvoudig: je meldt je aan voor specifieke testacties die jou aanspreken. Word je geselecteerd, dan ontvang je het product om het enkele weken in je eigen omgeving te gebruiken.

In ruil voor deze ervaring deel je jouw ongezouten, eerlijke mening in een review om andere kopers te helpen. Na de testperiode is het zelfs soms mogelijk om het product met een mooie korting over te nemen.

Ariete 919 pizzaoven

Wat deze pizzarette uniek maakt, is de speciale 'Pre-Bake' functie op de platte bovenkant van de handgemaakte terracotta koepel. Hiermee bak je het deeg kort voor voordat je het belegt, wat garandeert dat je pizza’s een perfecte, krokante bodem krijgen en niet zompig worden door de tomatensaus. De poreuze terracotta koepel absorbeert bovendien vocht tijdens het bakken, wat bijdraagt aan die authentieke steenoven-smaak. Dankzij het krachtige vermogen van 1500 Watt zijn de creaties in slechts enkele minuten gaar en knapperig. De set is compleet uitgevoerd met acht geïsoleerde bakspatels en een handige deeguitsteker, zodat je direct aan de slag kunt. Of het nu voor een kinderfeestje is of een uitgebreid diner, met deze Emerio Pizzarette wordt samen eten een culinair feestje zonder gedoe.

Emerio PO‑115985 Pizzarette

Voor kleinere gezelschappen is er de Emerio PO‑115985. Deze compacte pizzarette is ontworpen voor vier personen en heeft een vermogen van 900 watt. Net als bij de andere modellen zorgt een terracottadom voor een gelijkmatige warmteverdeling. De bakplaat is voorzien van een antiaanbaklaag waardoor je deeg of andere ingrediënten eenvoudig omdraait. Het apparaat wordt geleverd met vier hittebestendige spatels en heeft ventilatieopeningen om overtollige stoom af te voeren. Met dit toestel bak je niet alleen pizza’s; je kunt er ook kleine broodjes of taartjes mee maken. Doordat het model compacter is, neemt het minder ruimte in op tafel.

Tristar PZ‑9160 Pizza Festa Gourmet

De Tristar PZ‑9160 onderscheidt zich doordat hij drie functies combineert: pizza’s bakken, raclette en gourmetten. Dit tafeltoestel van 1800 watt heeft een grote ronde bakplaat waarboven je een terracottadom plaatst voor pizza’s. Onder dezelfde kap kun je ook kleine pannetjes gebruiken voor kaas of vlees; ze zijn voorzien van een antiaanbaklaag en worden verlicht door een indicatielampje. De temperatuur stel je handmatig in via een draaiknop en een controlelampje geeft aan wanneer het toestel warm is. De set wordt geleverd met zes spatels, zodat je met zes personen kunt koken. Dankzij de antislipvoetjes blijft de unit stabiel op tafel. De PZ‑9160 is sinds 2021 verkrijgbaar.

Emerio Pizzarette PO‑1158471

De Emerio PO‑1158471 is de vierpersoonsversie van de bekende pizzarette. Dit apparaat verbruikt ongeveer 1100 watt en heeft een keramische bakplaat met een antiaanbaklaag, zodat pizza’s niet vastplakken. De terracottadom zorgt voor een gelijkmatige warmte en een knapperige korst. Openingen aan de bovenkant laten stoom ontsnappen en voorkomen dat de pizza te vochtig wordt. Bij de set krijg je vier spatels met geïsoleerde handvatten. Omdat dit model kleiner is, neemt het niet veel plaats in op tafel en is het ook geschikt voor kleinere huishoudens. De pizzarette is geschikt voor gebruik met kant‑en‑klare pizzabodems of zelfgemaakt deeg.