Melkveehoudbedrijf Borgman-Roeterdink beleefde gister een primeur met de plaatsing van een zink-bromide redoxflowbatterij met een capaciteit van 60 kWh. De batterij zal overtollige zonne-energie opslaan.

Het is voor het eerst dat dit type redoxflowbatterij in Nederland wordt toegepast. Zeven jaar geleden had de melkveehouderij in het Gelderse Vierakker ook al een primeur, maar dan met een redoxflowbatterij op basis van vanadium (lees: 'Redoxbatterij levert buffer boerenstroom'). De boerderij heeft zo’n 360 m2 zonnepanelen op het dak van zijn stal, met een piekvermogen van 50 kW. Daardoor staat de uitbater van de boerderij te boek als de Fotonenboer

De vanadium-uitvoering van de batterij ging vorig jaar voortijds kapot. Uiteindelijk kon met de leverancier een deal worden gesloten om hem terug te nemen. Het chemiebedrijf ICL dat de elektrolyten voor de redox-flowbatterijen produceert, wilde graag verder met een zinkbromide-uitvoering. Met Europese subsidie via de provincie Gelderland kon het nieuwe exemplaar worden aangeschaft van het Australische bedrijf Redflow. Het gaat om zes exemplaren van elk 10 kW. Het project is bedoeld om ervaring op te doen met het gebruik van dit type energieopslag.

De nieuwe redoxflowbatterij heeft een kleinere capaciteit dan de vorige versie, die 100 kWh kon opslaan. Voor het gebruik van de boer was die vorige batterij eigenlijk te groot, en daarnaast was het een kwestie van beschikbare financiering. De nieuwe batterij kan de boer bij volle zonneschijn in zo’n drie uur compleet opladen.

In de zink-bromide redoxbatterij circuleert een oplossing van het zinkbromidezout, dat door een membraan wordt geschieden in een kant voor de positieve en een voor de negatieve elektrode van de batterij. Die elektroden zijn gemaakt van een composiet van plastic en koolstof.
 

Het laden (links) en ontladen van de zinkbromide redoxflowbatterij.


Tijdens het laden slaat aan de anode-kant zink neer volgens de reactie Zn2+ + 2e- -> Zn. Aan de kathode-zijde wordt bromide omgezet in bromine volgens de reactie 2BR- -> BR2 + 2e-. Dat bromine blijft in de vloeistof. Bij het ontladen gebeurt het omgekeerde: aan de anode-kant wordt het zink weer zinkbromide, waarbij elektronen worden vrijgegeven, aan de kathodekant neem het bromine elektronen op om zich weer met het zink te verbinden. Het membraan moet voorkomen dat de bromine aan de kathodekant zich gaan binden aan het zink aan de anodekant.

Een unit van 10 kWh.

De omzettingsefficiency van een totale cyclus (laden en weer ontladen) ligt rond de 70 %. Omdat tijdens het chemische proces steeds twee elektronen worden opgenomen of vrijkomen heeft de zink-bromidebatterij een hoge energiedichtheid. Een keerzijde is dat het bromine erg reactief is, wat hoge stelt aan de materialen waarvan de redoxbatterij wordt gemaakt. Het zink heeft ook de neiging om vertakte kristallen te vormen die het membraan kunnen beschadigen en de elektrode minder effectief maken. Om dit te voorkomen heeft de elektrode een speciaal ontwerp, en de batterij moet regelmatig worden ontladen. De regelelektronica in de batterij zorgt daar voor.

Hieronder een video die leverancier Redflow maakte van de melkveehouderij in Vierakker.

Openingsfoto: bezoek van een Redflow-vertegenwoordiger aan de bioerderij van Jan Borgman. Foto Redflow.