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... 👇

Je bent onderweg en ziet dat je telefoon nog maar vijf procent batterij heeft. Op dat moment is een powerbank precies wat je nodig hebt. Alleen: welke? De juiste keuze begint met twee vragen: hoeveel energie heb je onderweg nodig en hoe snel moet die energie eruit kunnen?

Capaciteit: mAh is handig, maar reken in Wh

In de specificaties van powerbanks zie je bijna altijd een getal in milliampère-uur (mAh). Maar daarbij moet je je wel realiseren dat dat niet het hele verhaal is. Fabrikanten geven die mAh vaak op bij de interne batterijspanning van de cellen in de powerbank (meestal rond 3,6 tot 3,7 volt). Jouw telefoon laadt meestal via 5 volt, en bij snelladen soms op 9 of 12 volt. Die omzetting kost energie.

Zie de powerbank als een watertank met een kraan die je moet omzetten naar een andere maat aansluiting. Dat omzetten levert altijd wat verlies op. Daarom haal je in de praktijk niet 10.000 mAh uit 10.000 mAh. Reken grofweg met een bruikbare opbrengst die vaak ergens rond de 60 tot 80 procent ligt, afhankelijk van de kwaliteit van de elektronica en hoe je laadt. Met 10.000 mAh kun je een gemiddelde smartphone daarom meestal geen twee keer volledig vullen, maar eerder ongeveer anderhalf keer. Heb je een telefoon met een kleinere accu, dan kom je dichter bij de opgegeven twee keer; met een grotere accu haal je dat juist minder snel.

Wil je wat preciezer rekenen, kijk dan naar wattuur (Wh). Dat is de eenheid die echt iets zegt over hoeveel energie erin zit. Een eenvoudige omrekening helpt: Wh = (mAh × volt) / 1000. Staat er op de powerbank bijvoorbeeld 10.000 mAh bij 3,7 V, dan is dat ongeveer 37 Wh aan energie in de cellen, voordat je het omzetverlies meeneemt.

Hoeveel capaciteit heb je echt nodig?

Als je vooral een extra lading voor je telefoon zoekt op een lange dag, dan zit je met 10.000 mAh in de praktijk vaak goed. Is 'bijna vol' al al genoeg, dan kan 5.000 mAh ook, maar reken er dan niet op dat je elke moderne smartphone die helemaal leeg is weer volledig volgeladen krijgt. Ga je een weekend weg of laad je meerdere apparaten op, dan is 20.000 mAh een logische stap. Je hebt dan meer oplaadcapaciteit, maar houd er wel rekening mee dat dat ook betekent dat de powerbank groter en zwaarder is.

Voor tablets geldt hetzelfde principe, alleen is de interne accu meestal groter dan die van een telefoon. Daardoor lijkt een powerbank die voor je telefoon prima is, bij een tablet ineens snel leeg. Dat is niet vreemd: je giet simpelweg meer water in een grotere emmer. Voor laptops ligt het net even anders: daar draait het niet alleen om capaciteit, maar vooral om het vermogen (wattage). Daar komen we zo op terug.

🔋Tot zover ging het over de hoeveelheid energie (mAh/Wh). De volgende stap is de afgifte: met welk vermogen (watt) kan de powerbank die energie aan je telefoon, tablet of laptop leveren? 

Snelheid: wattage maakt het verschil

Capaciteit zegt iets over hoe vaak je kunt laden. Snelheid gaat over wattage: hoeveel vermogen de powerbank kan leveren. Dat vermogen is vooral relevant als je snel wilt bijladen, of als je een tablet of laptop wilt opladen. USB-c is daarbij de norm geworden, en USB Power Delivery (PD) is de techniek waarmee lader en toestel afspraken maken over spanning en stroom. Je powerbank en je telefoon of laptop stemmen dat onderling af, zodat laden snel kan zonder dat het onveilig wordt. Daarvoor moeten de poort en je kabel het wel ondersteunen. Let daarom ook op de aansluitingen: usb-c heb je nodig voor snelladen met Power Delivery, terwijl usb-a vooral handig is als je oudere kabels of accessoires gebruikt.

©vadish - stock.adobe.com

Eén powerbank voor telefoon én laptop: waar je op let

Een laptop opladen vraagt meer dan een telefoon. Bij een telefoon kom je vaak weg met 10 tot 20 watt. Een laptop heeft meestal 45 watt of meer nodig, en veel modellen werken prettiger met 65 watt of hoger, zeker als je tijdens het laden ook blijft werken. De beste snelcheck is simpel: kijk naar het wattage van je eigen laptoplader. Dat is je richtgetal. Zit je daar ver onder, dan kan het laden extreem traag worden, of je laptop accepteert de lader helemaal niet.

Ook de juiste kabel is belangrijk. Voor hogere vermogens is niet elke usb-C-kabel geschikt. Tot ongeveer 60 watt (meestal 20 V bij 3 A) gaat het vaak goed met een kabel die expliciet 3 A ondersteunt. Ga je boven de 60 watt, dan heb je doorgaans een usb-c-kabel nodig die 5 A aankan. Zulke kabels hebben meestal een kleine chip in de stekker, een zogeheten e-marker. Die chip vertelt aan de powerbank en je laptop dat de kabel veilig meer stroom kan verwerken. Zie het als een identiteitsbewijs: zonder e-marker schakelt het systeem vaak terug naar een lagere stand, zodat het laden langzamer gaat en de kabel niet te warm wordt. Kijk in de specificaties of op de kabel zelf of er 3 A (tot circa 60 W) of 5 A (voor hogere vermogens) staat; dat is de snelste check. 

Formaat en gewicht: energie weegt nu eenmaal wat

Meer capaciteit betekent meestal meer cellen, en dus meer gewicht. Een powerbank van 20.000 mAh zit vaak ergens in de buurt van 350 tot 500 gram. Dat voelt in een jaszak al snel log. In een rugtas valt het mee. Stel jezelf dus de vraag: wil je elke dag een kleine powerbank mee voor noodgevallen, of is dat voor jou niet genoeg en ga je dus voor een grotere powerbank? 

Veiligheid: kies niet alleen op prijs

Bij draagbare accu's wil je geen twijfel over veiligheid. Een powerbank hoort bescherming te hebben tegen oververhitting, overladen en kortsluiting, maar bij heel goedkope modellen is dat niet altijd goed geregeld. De kans dat het misgaat is klein, alleen zijn de gevolgen groot als het wél gebeurt. Kies daarom liever een merk dat laat zien hoe het met veiligheid omgaat en dat testnormen en keurmerken gewoon vermeldt. Je hoeft die standaarden niet uit je hoofd te leren, maar het helpt als een merk concreet zegt welke testen en keurmerken het gebruikt. 

Zo kies je de juiste powerbank

 De juiste powerbank kies je door stap voor stap te bepalen wat je nodig hebt: eerst de hoeveelheid energie (liefst in Wh, met mAh als praktische indicatie), daarna de laadsnelheid (wattage en PD), en pas daarna pas de vorm en het gewicht. Voor dagelijks gebruik zit je vaak goed met een compacte powerbank rond 10.000 mAh met usb-c en Power Delivery. Wil je meer capaciteit zodat je meerdere keren kunt opladen (of ook je tablet opladen), dan is 20.000 mAh logischer. Houd er dan wel rekening mee dat de powerbank zwaarder wordt. Wil je ook een laptop kunnen laden, kijk dan naar het wattage van je laptoplader en kies een powerbank die dat vermogen via usb-c PD kan leveren, inclusief een kabel die geschikt is voor dat hogere vermogen.

Uitgever Square Enix heeft de game Life is Strange: Reunion aangekondigd, een nieuw deel in de Life is Strange-franchise.

Begin deze maand gingen er al geruchten over het spel, omdat de naam al gemeld werd op de website van PEGI, de Europese organisatie die leeftijdskeuringen geeft aan spellen. Inmiddels is de game dus officieel aangekondigd en valt hieronder de eerste trailer te zien.

De allereerste Life is Strange-game draaide om hoofdpersonage Max Caulfield en haar vriendschap met Chloe Price. Vervolgen Life is Strange 2 en Life is Strange: True Colors draaiden echter om andere personages. In het in 2024 uitgekomen Life is Strange: Double Exposure keerde Max al terug, en in het aanstaande Reunion zijn beide dames weer te zien.

Terug naar Caledon University

Sterker nog: Life is Strange Reunion moet de saga rondom Max en Chloe in zijn geheel afronden. Het is dus waarschijnlijk dat dit de laatste game wordt waarin beide vriendinnen te zien zijn. Spelers doen wederom Caledon University aan, waar Max als een fotografiedocente werkt. Wanneer ze na een weekendje weg terugkeert, staat de school echter in brand, wat desastreuse gevolgen heeft voor het gebouw en de studenten.

Max kan zelf echter ternauwernood ontsnappen dankzij een speciale kracht waardoor ze de tijd kan terugspoelen - een kracht die terugkeert uit het oorspronkelijke spel. Max heeft vervolgens drie dagen de tijd om uit te zoeken hoe de brand ontstond en het tegen te houden. Tegelijkertijd arriveert ook Chloe op Caledon, die geplaagd wordt door de nachtmerries van een verleden die ze nooit heeft meegemaakt.

Spelers besturen in deze verhalende adventuregame afwisselend Max en Chloe, waarbij men gebruik kan maken van de terugspoelkrachten van Max en Chloe's praatgrage mond om meer info te achterhalen.

Vanaf 26 maart beschikbaar

Life is Strange: Reunion verschijnt op 26 maart voor PlayStation 5, Xbox Series X en S en pc. De standaard versie gaat 49,99 euro kosten, maar er komen ook een Deluxe Edition (59,99 euro), Twin Pack met Life is Strange: Double Exposure (69,99 euro) en Collector's Edition (prijs in euro's nog niet bekend, 99,99 dollar) beschikbaar.