Het verbranden van ijzerpoeder werkt goed als warmtebron in het brouwproces. Dat hebben onderzoekers en studenten van de Technische Universiteit Eindhoven samen met bedrijven laten zien bij de brouwerij van Bavaria in het Noord-Brabantse Lieshout. Het poeder vormt een belofte voor het opslaan van duurzaam opgewekte energie.

In de installatie gaat fijn ijzerpoeder, dat verbrandt bij hoge temperatuur en zo water omzet in stoom, die het brouwproces in gaat. Op termijn kan ijzerpoeder mogelijk als vervanging dienen van fossiele brandstoffen. Zo helpt het poeder om de CO2-uitstoot van industrieën die veel warmte nodig hebben, te verminderen.

De installatie in Lieshout van honderd kilowatt is het eerste bewijs dat ijzerpoeder als opslagmedium goed en betrouwbaar genoeg is om te worden gebruikt in industriële processen. Eerder lieten de studenten van het team SOLID al zien dat het proces werkt op laboratoriumschaal.
 

Vervoeren

IJzerpoeder is niet alleen een CO2-vrije manier om energie op te slaan, het is ook veilig, compact en gemakkelijk te vervoeren. Je kunt het goed bewaren en verbranden op het moment dat je het nodig hebt. Daarbij komt veel warmte vrij, die je in een industrieel proces kunt invoeren, of waarmee elektriciteit is op te wekken. Het enige waar je op moet letten is dat je het poeder luchtdicht en droog verpakt, want anders gaat het vanzelf roesten.

 

Een medewerker giet ijzerpoeder in de installatie.


Onderzoek

In Lieshout levert de installatie via ijzerpoeder tijdelijk warmte aan Bavaria (een klein deel), maar toch is deze nog steeds vooral bedoeld voor het doen van onderzoek, benadrukken de studenten. Er zijn namelijk nog tal van vragen te beantwoorden over het proces en over het gebruikte materiaal.

‘We kijken bijvoorbeeld naar de grootte en de vorm van de ijzerkorrels. Zijn die groter, dan branden ze langer in de installatie. En ronde deeltjes verbranden mooier, maar laten zich weer lastiger vervoeren door de buizen. We zitten middenin het onderzoek om dit soort eigenschappen te begrijpen en te optimaliseren’, vertelt Marc van Genderen van team SOLID.
 

IJzer en zuurstof

Het verbranden van ijzerpoeder is trouwens nog maar de helft van het verhaal. Het doel is om het proces helemaal circulair in te richten. Enerzijds levert verbranden van het ijzerpoeder warmte op, die nuttig is te gebruiken in een industrieel proces. Het roestpoeder dat hierbij wordt gevormd, is echter ook weer te regenereren, oftewel om te zetten in ijzer en bijproducten.

Die route (van ijzeroxides naar ijzer) lijkt erg op het maken van ijzer vanuit ijzererts, wat voorafgaat aan de productie van staal. In die hoek moeten we dus ook de oplossing zoeken. Net zoals staalproducenten hun proces verduurzamen met waterstof (lees: ‘Hier komt het klimaatbestendig staal’), wil team SOLID dat gas ook inzetten om het roestpoeder te verwerken tot vers ijzerpoeder. ‘Daarnaast onderzoeken we ook of we elektrolyse kunnen gebruiken voor het losmaken van de ijzer- en de zuurstofatomen’, aldus Van Genderen. ‘Steeds meer aandacht van ons team gaat uit naar dit werk. We willen echt de cyclus sluiten’, vult teamlid Sofie Scheij aan.



Scheepvaart

Grote fabrieken die warmte nodig hebben, zijn de eerste en meest logische plek voor het toepassen van het ijzerpoeder, maar het team denkt ook al verder. ‘Ook in de scheepvaart zien we potentie’, vertel Scheij. ‘Middelgrote tot grote schepen kunnen ook met ijzerpoeder worden aangedreven. Die schepen kunnen het gewicht goed hebben.’ Voor kleinere schepen en ander vormen van vervoer lijkt waterstof juist meer geschikt. ‘We denken dat ijzerpoeder en waterstof naast elkaar zullen bestaan; ze gaan elkaar aanvullen.’
 

Groter

Team SOLID is alweer bezig met een volgende, grotere installatie met een vermogen van één megawatt. ‘Samen met bedrijven onderzoeken we de mogelijkheden voor de opvolger van de installatie die we nu hebben draaien’, vertelt Van Genderen. Hier geldt: hoe groter, hoe efficiënter. ‘Je moet het zo zien: de installatie heeft allerlei bewegende onderdelen voor het transport van het poeder, en daarnaast componenten voor de veiligheid. In een kleine installatie gebruiken die relatief meer energie.’

De TU Eindhoven heeft meer informatie.
 

Openingsfoto De installatie bij de brouwerij van Bavaria in Lieshout. Foto's Bart van Overbeeke