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

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
Waar voor je geld: 5 betaalbare compacte printers voor thuis
© Daniel Krasoń
Huis

Waar voor je geld: 5 betaalbare compacte printers voor thuis

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. Zoek je een kleine printer die je makkelijk in een kast of op het hoekje van je bureau kwijt kunt? Vandaag hebben we vijf interessante modellen voor je gespot.

HP Deskjet 4120e

Enkele webshops verkopen de HP Deskjet 4120e momenteel voor een prikkie. Ondanks de nogal lage aanschafprijs kun je met dit all-in-one-model printen, scannen en kopiëren. Verrassend genoeg ondersteunt het apparaat automatische documentinvoer. Met deze functie scan of kopieer je in rap tempo een stapeltje A4'tjes. Plaat hiervoor maximaal 35 vellen in de houder bovenop de behuizing. De maximale printresolutie bedraagt 4800 × 1200 dpi.

Met behulp van de HP Smart-app op je smartphone krijg je de Deskjet 4120e snel aan de praat. Je verbindt de printer met het draadloze thuisnetwerk, waarna je vanaf elke pc, laptop, smartphone en tablet kunt afdrukken. Voor mobiel gebruik is de ondersteuning voor AirPrint en Mopria gunstig. Hierdoor herkennen de mobiele besturingssystemen iOS, iPadOS en Android de printer direct in je netwerk. Overigens verbind je de Deskjet 4120e ook gewoon via een usb-kabel met een computer. Bovendien is er een bluetooth-ontvanger ingebouwd. In deze printer gaan twee cartridges.

Epson Expression Home XP-3205

De bescheiden behuizing van de prijsvriendelijke Epson Expression Home XP-3205 meet slechts 37,5 × 17 × 30 centimeter. Hierdoor kun je hem makkelijk in een kast kwijt. Ondanks de geringe omvang kan deze all-in-one-printer automatisch dubbelzijdig afdrukken. Het handmatig omdraaien van A4'tjes is dus verleden tijd. Hoewel je voor de Expression Home XP-3205 beslist niet de hoofdprijs betaalt, heeft het afdruksysteem plek voor vier cartridges. Als er een kleur op is, hoef je dus alleen het bewuste inktpatroon te vervangen. Vergeleken met een driekleuren-cartridge verspil je zo minder inkt.

Je verbindt de printer eenvoudig met wifi, zodat je vanaf meerdere apparaten kunt afdrukken. De behuizing heeft ook een usb-poort voor een rechtstreekse verbinding met een computer. Een pluspunt is de respectabele printresolutie van 5760 × 1440 dpi. Dit model leent zich dan ook prima voor het afdrukken van fraaie foto's. De voorzijde is voorzien van een klein display en enkele druktoetsen. Je kunt voor de bediening ook de bijbehorende software op een computer of de Epson Smart Panel-app op een smartphone installeren.

Canon Pixma TS5150

Deze all-in-one-printer van Canon is nog geen vijftien centimeter hoog. Verder is de behuizing 42,5 centimeter breed en 31,5 centimeter diep. Lekker compact dus! Wie geregeld lange documenten uitprint, kan de functie automatisch dubbelzijdig afdrukken ongetwijfeld waarderen. Dat scheelt flink wat papier. De Pixma TS5150 heeft twee lades die allebei goed zijn voor een capaciteit van honderd A4'tjes. Je plaatst in de achterste lade als alternatief twintig fotovellen. Een pluspunt is dat je kiekjes op een formaat van 10 × 15, 13 × 13 en 13 × 18 centimeter zonder witrand kunt afdrukken.

Zodra je de twee bijgesloten cartridges in de behuizing hebt geplaatst, print je op een maximale resolutie van 4800 × 1200 dpi. Daarnaast kun je met dit apparaat ook scannen en kopiëren. Het voorpaneel heeft voor een printer in deze prijsklasse een relatief groot display. Hierop lees je onder meer de geschatte inktniveaus af. Op het gebied van connectiviteit bevat de Pixma TS5150 een wifi-adapter en usb-uitgang. Onder de productnaam Pixma TS5151 is de printer eventueel ook in een wit jasje te koop.

Lees ook: Mobiel printen vanaf je smartphone of tablet: zo werkt het

Epson EcoTank ET-2871

Wil je een compacte printer met lage inktkosten, dan is de Epson EcoTank ET-2871 een aantrekkelijke optie. In plaats van cartridges heeft dit model vier navulbare inktreservoirs. Zodra er een kleur op is, vul je die met een speciaal flesje bij. Volgens de fabrikant is de meegeleverde flessenset goed voor een opbrengst van duizenden pagina's. Je print met de EcoTank ET-2871 dus tegen lage kosten eigen foto's. Op vellen van 10 × 15 centimeter gebeurt dat ook nog eens zonder lelijke witranden. Dankzij een behoorlijke resolutie van 5760 × 1440 dpi ogen de kiekjes scherp.

Ten opzichte van een kleine inkjetprinter met cartridges is de behuizing van dit exemplaar iets groter, namelijk 37,5 × 17,9 × 34,7 centimeter. Als je de EcoTank ET-2871 met wifi verbindt, druk je meteen vanaf Apple-apparaten af. Er is namelijk ondersteuning voor AirPrint ingebakken. Voor andere apparaten installeer je een app of programma van Epson. De voorzijde heeft een klein display en een paar druktoetsen. Je voert hierop onder meer verschillende onderhoudstaken uit.

Brother HL-L2400DWE

Wanneer je voornamelijk documenten uitprint, kun je deze scherp geprijsde laserprinter overwegen. Het formaat van 35,6 × 18,3 × 36 centimeter is voor een laserprinter erg bescheiden. Bedenk wel dat je met de Brother HL-L2400DWE alleen in zwart-wit kunt afdrukken. Vergeleken met een reguliere inkjetprinter zijn de verbruikskosten een stuk lager. De benodigde toner is inbegrepen. Een pluspunt is de ruime papierlade voor maximaal 250 A4'tjes.

De HL-L2400DWE heeft een nogal hoge afdruksnelheid van zo'n dertig pagina's per minuut. Verder kan het apparaat ook automatisch dubbelzijdig afdrukken, zodat je papier bespaart. In de behuizing zit een wifi-adapter, zodat je vanaf computers en mobiele apparaten afdruktaken kunt starten. Voor een rechtstreekse verbinding met een pc of laptop  gebruik je als alternatief de usb-poort.

▼ Volgende artikel
Review Boox Color Go 7 – Net wat te flets
© Jeroen Boer - ID.nl
Huis

Review Boox Color Go 7 – Net wat te flets

Sinds de introductie van de eerste e-readers zijn de schermen wel flink verbeterd, maar bleef één eigenschap hetzelfde: je kon alleen in grijstinten lezen. Inmiddels zijn er een aantal e-readers met een kleurenscherm te koop, zoals deze Boox Color Go 7. Hoe bevalt lezen in kleur?

Goed
Conclusie

De Boox Color Go 7 is een interessante keuze voor wie een veelzijdige e-reader zoekt en kleur belangrijk vindt. Hoewel het scherm niet perfect is, maken de snelheid, app-ondersteuning en flexibiliteit het apparaat geschikt voor gebruikers die meer willen dan alleen in zwart-wit lezen. Wie echter vooral geïnteresseerd is in normale leesboeken, kan beter kiezen voor een e-reader met een normaal e-ink-scherm met een hoger contrast.

Plus- en minpunten
  • Snelle processor
  • Fysieke bladerknoppen
  • Android-apps
  • Schermverlichting met kleurtemperatuur
  • SD-kaartslot
  • Kleurweergave
  • Relatief laag contrast
  • Fletse kleuren
  • Relatief hoge prijs

De Boox Color Go 7 maakt een goede eerste indruk. De e-reader is lekker licht, maar voelt wel stevig aan. De achterkant is voorzien van een ruwe afwerking waardoor je de e-reader goed kunt vasthouden. Om het scherm te beschermen, zouden we je wel aanraden om een hoesje te gebruiken. Het optionele hoesje is uitstekend ontworpen en maakt gebruik van magnetisme voor de bevestiging.

©Jeroen Boer - ID.nl

De Boox Color Go 7 valt op door het kleurenscherm.

Op de zijkant vind je een usb-c-poort die wordt gebruikt voor laden en het aansluiten op de computer. Ook vind je op de zijkant een kaartslot voor een microSD-kaartje. De Boox draait op een Snapdragon 680-processor. Deze chip is bedoeld voor budgetsmartphones, maar is voor e-readerbegrippen behoorlijk krachtig. De e-reader is dan ook vlot in gebruik en opent apps snel genoeg.

©Jeroen Boer - ID.nl

Op de zijkant vind je een usb-c-poort en het SD-kaartslot.

Boox heeft de Color Go 7 zoals vrijwel iedere moderne e-reader voorzien van een aanraakscherm dat prima werkt. Daarnaast zijn er twee bladerknoppen in de schermrand verwerkt. Dat vinden we erg prettig, maar het zou nog fijner zijn als het geheel wat groter was uitgevoerd. De knoppen zijn nu relatief klein en zitten dicht bij elkaar. Je hebt geen account nodig om het apparaat in gebruik te nemen. Je kunt wel een ONYX-account aanmaken voor bijvoorbeeld Boox' cloudopslag. Om alle mogelijkheden van Android te gebruiken, moet je in Android wel inloggen met je Google-account.

©Jeroen Boer - ID.nl

De achterkant is voorzien van een ruwe afwerking.

E-ink met kleur

De Boox Color Go 7 maakt gebruik van E Inks Kaleido-scherm dat een regulier e-ink-scherm combineert met een kleurenfilter waardoor het scherm 4096 kleuren toont. Het grote voordeel hiervan is een kleurenscherm met de sterke punten van een e-ink-scherm. Toch heeft de kleurenvariant wat nadelen ten opzichte van een normaal e-ink-scherm. Zo zie je als je goed kijkt de kleurlagen altijd zitten in de vorm van een heel licht patroon over het beeld heen, ook wel een 'screendoor-effect' genoemd. Daardoor is het scherm wat donkerder dan een normaal e-ink-scherm, ook als je gewoon in zwart-wit leest. Je kunt op zich prima een boek lezen, maar een normale e-reader oogt beter. Je kunt veel van die nadelen wegnemen door de achtergrondverlichting in te schakelen; daarmee wordt het contrast beter. De verlichting is net als op andere duurdere e-readers instelbaar qua kleurtemperatuur zodat je het scherm 's avonds geler kunt maken.

©Jeroen Boer - ID.nl

Over het beeld zie je een patroon. Klik voor een grotere afbeelding, waarop dat nog beter te zien is.

Het scherm kan slechts 4096 kleuren tonen en die kleuren zijn flets vergeleken met een normaal scherm. Het geeft een beetje een retro futuristisch gevoel. In boeken met veel illustraties geeft het wel echt een meerwaarde. Normale stripboeken zijn, afhankelijk van het kleurgebruik, soms niet echt lekker te lezen en worden al snel priegelig zonder in te zoomen. In de instellingen kun je in E-Ink Centrum de manier waarop het scherm het beeld opbouwt veranderen, waardoor de kleuren in sommige apps echt veel beter worden. We raden je aan om per app te proberen welke instelling het fijnste beeld geeft.

©Jeroen Boer - ID.nl

Het kleurenscherm heeft vooral een toegevoegde waarde bij boeken met illustraties.

Beveiligde boeken

In het menu vind je een boekwinkel, maar daar moet je je niet teveel van voorstellen. Het gaat om gratis oude rechtenvrije boeken die je op diverse plekken kunt downloaden. Boox heeft dus geen boekwinkel waar je de huidige bestsellers kunt kopen. De Boox ondersteunt epub en werd op onze pc keurig herkend door Calibre. Je kunt epubs en veel andere formaten dus zonder problemen lezen en de ingebouwde leesapp is uitstekend. De Boox kan alleen niet omgaan met Adobe DRM dat soms nog door boekwinkels wordt gebruikt. Daar moet je dus goed op letten als je een boek aanschaft.

Er is echter een andere manier om beveiligde boeken te lezen: door het installeren van extra leesapps. De Boox draait op Android en is voorzien van de Google Play Store. Niet iedere Android-app is even geschikt voor een e-ink-scherm, maar voor leesapps is het apparaat perfect. Zo hebben we zelf een collectie Kindle-boeken die prima te lezen zijn na het installeren van de Kindle-apps. Door in die app de animaties uit te schakelen en de optie 'Volumeknoppen voor bladeren' in te schakelen, kun je Kindle-boeken comfortabel lezen.

©Jeroen Boer - ID.nl

De e-reader bevat de Google Play Store.

Andere Android-apps

Je vind vrijwel alle Android-apps in de Play Store, maar niet alles werkt goed met een e-ink-scherm. Sommige lichtere UI-elementen in Android-apps zijn bijvoorbeeld niet goed te zien. Voor video's in bijvoorbeeld YouTube is het scherm uiteraard niet echt geschikt, al viel het ons mee hoe vloeiend de beelden getoond worden. Het is echt het gebrek aan kleuren dat video niet goed bruikbaar maakt. Boox heeft de Color Go 7 van een luidspreker voorzien, dus er komt gewoon geluid uit als je een video kijkt. Die speaker is natuurlijk meer bedoeld voor het luisteren naar luisterboeken. Het aansluiten van een hoofdtelefoon kun je via bluetooth doen. We konden zelfs een bluetoothmuis en toetsenbord koppelen, dus Boox heeft Android behoorlijk open gehouden.

Conclusie

E-readers met kleur zijn een interessante ontwikkeling, maar de Boox Color Go 7 is het helaas nog niet overtuigend genoeg om zonder meer aan te raden als e-reader voor iedereen. Het is wel een interessante keuze voor wie een veelzijdige e-reader zoekt en kleur belangrijk vindt. Hoewel het scherm niet perfect is, maken de snelheid, app-ondersteuning en flexibiliteit het apparaat geschikt voor gebruikers die meer willen dan alleen in zwart-wit lezen. Wie echter vooral geïnteresseerd is in normale leesboeken, kan beter kiezen voor een e-reader met een normaal e-ink-scherm met een hoger contrast. Die modellen bieden voor normale boeken een beter beeld en zijn een stuk goedkoper.