BlueBusinessClub, Food for Thought, New Materials, Ondernemen

BlueBusinessClub: Batterijen zonder lithium

alexander-andrews-ivtjHB_pxq4-unsplash

In september spraken Mark Slegers en Nienke Binnendijk tijdens de BlueBusinessClub over de mogelijkheden om op een blauwe manier energie op te slaan – en over welke kansen hierin lagen voor ondernemers. Nick de Roode, een van de eigenaren van Living Light BV schoof aan om vanuit de praktijk te delen hoe zij de energie van micro organismen gebruiken om een ledlamp te laten branden.

Ons gesprek resulteerde in een ritje langs alle mogelijke manieren van energieopslag van grijs, naar blauw naar eliminatie van batterijen door slim ontwerp. In dit overzicht deelt Nienke Binnendijk van BlueCity Lab de leukste observaties.

Batterij-vrij: blauwe businesscase #4

Gunter Pauli beschrijft in de businesscase #4 hoe we energie kunnen gebruiken zonder batterijen. Hij noemt de uitvinder van de pacemaker, die momenteel een pacemaker ontwikkelt die op het potentiaalverschil van lichaamstemperatuur loopt. Een interessant product dat ook zonder batterij wordt aangedreven is de PowerWatch: een horloge dat zich voedt door het potentiaalverschil van onze lichaamstemperatuur en de buitentemperatuur te benutten als bron. Doordat er geen batterij vervangen hoeft te worden, is dit horloge zeer betrouwbaar en waterdicht. Hij is te bestellen via de link naar de website.

Blauwe energieopslag: 5 oplossingen

Voor de meeste energiebehoeften is echter een batterij nodig omdat het vrijkomen van energie en de vraag ernaar niet altijd op hetzelfde moment plaatsvindt. Een batterij is een element bestaande uit meerdere elektrochemische cellen voor het leveren van elektriciteit, die ontstaat door de omzetting van opgeslagen chemische energie in elektrische energie – volgens Wikipedia. Wanneer is energie op een blauwe manier opgeslagen, vroegen we ons af tijdens het gesprek. En: welke oplossingen zijn slim in welke situaties? Het kenmerkende van de blauwe economie is immers dat het nooit een plug-and-play oplossing is: elke context is uniek. Zes methoden bespraken we als kansrijke oplossingen voor het opslagvraagstuk van de circulaire economie.

  • Batterij van hout
    Lignine is een bijproduct in de papierindustrie. In de businesscase #92 beschrijft Gunter Pauli een innovatie die wetenschappers uit Polen in 2012 publiceerden. Ze gebruikten lignine als elektrode in de batterij, en zoeken momenteel een biobased anode. Het bedrijf Stora Enso wacht daar niet op, en is momenteel bezig met een pilot om deze ligninebatterijen op de markt te brengen.
  • Waterbatterij
    Het potentiaalverschil tussen bijvoorbeeld gesmolten sneeuw, en een waterbron die warmer is vormt de start van de bespreking die Gunter doet in businesscase #60: Batteries from water. Hij vertelt over diverse proeven waarin water wordt verwarmd, of juist afgekoeld om zo warmte op te slaan. Die energie kan worden vrijgespeeld met een warmtewisselaar: een warmtepomp werkt ook zo. Juist op plekken waar het heet is (hij noemt Spanje) of koud (Snowpower AB is daar actief) is water een schitterend medium om energie in op te slaan. In Heerlen heeft men de oude mijnen gebruikt als geothermische opslagplek. Lees daar hier meer over.

bron: MijnWater BV

  • Zoutbatterij
    Al in 2007 presenteerde Marnix ten Kortenaar, de ondernemer achter Dr Ten zijn zoutbatterij. Deze batterij is ongeveer tweemaal zo groot als een lithium batterij, en dus ook flink zwaar maar is recycleerbaar omdat er geen zware metalen worden gebruikt. Dit betekent dat de circulaire belofte van deze opslagtechniek gigantisch is. In augustus 2019 riepen TNO en TU/Eindhoven investeerders op om mee te doen met de zoutbatterij die zij hebben ontwikkeld. Volgens hun whitepaper is die goed geschikt om warmte op te slaan in huishoudens, waardoor het een belangrijke stap kan zijn in het ontzien van het centrale energienet. Volgens Mark Slegers – en vele met hem, is lokale energieopwekking en opslag de enige manier om Nederland aardgasvrij te krijgen. Mooi als de batterijen dan geen afval achterlaten.
  •  Stroombatterijen (of: Redox Flow Batteries)
    Om het rijtje compleet te maken, is het waard om de installatie van grote tanks te benoemen die met behulp van het metaal vanadium momenteel worden uitgetest in China. Deze tanks kunnen op veel grotere schaal dan lithiumbatterijen energie opslaan en heten Flow Batteries. Het nadeel is dat deze huidige flow batteries eindige grondstoffen nodig hebben, zoals het metaal vanadium. In dit artikel staat beschreven dat diverse onderzoeksinstituten veel zien in de installatie van organic flow batteries, waarin twee vloeistoffen naast elkaar worden geleid waarbij de verschillende stoffen die daarin zitten worden uitgewisseld via een membraan. De spanning die dat oplevert is de energie.  Onderstaand plaatje komt uit Nature (2016).
  • Vliegwielbatterij
    De mooiste vorm van energieopslag die we bespraken is toch wel het vliegwiel. Ondanks de constatering van een van de aanwezigen dat er ongeveer 40 % van de energie verloren gaat bij de omzettingen, lijkt ons het een te gekke optie om in BlueCity te hebben. Het werkt als volgt: de energie die regeneratief wordt opgewekt (door zon of wind) wordt gebruikt om een vliegwiel aan te zwengelen. In deze draaiing blijft de energie opgeslagen tot je het weer nodig hebt. Het is handig om pieken op te vangen: een groot vliegwiel kan in een keer energie vrijlaten van 300 Tesla Powerwalls. In 2013 ging de Amerikaanse startup Velkess Flywheel viral met hun kickstarter om een thuisoplossing te ontwikkelen. In 2017 zijn ze ermee gestopt. Op watisduurzaam.nl staat de volgende verklaring:

    “Het liep hard met de bestellingen en er was veel interesse vanuit investeerders”, zegt Gray. “Toen kondigde Tesla zijn Powerwall aan, met dezelfde prestaties voor exact dezelfde prijs.” Directe concurrentie met Tesla zagen de meeste financiers niet zitten. De lage olieprijs in 2015 en 2016 maakte dat ook de laatste investeerders afhaakten. Gray: “We hebben de aanbetalingen teruggestort en onze prototypes opgeborgen in afwachting van betere tijden.”

Batterijen als businesscase

Tijdens ons gesprek werd het ons allemaal nogmaals duidelijk: we vragen véél van een batterij; we zijn verwend door de superbatterijen die momenteel op lithium werken. De businesscase van batterijen is moet slimmer worden om te kunnen wedijveren met deze batterijen. De combinaties die hierboven worden beschreven zijn het slimste als ze integraal worden toegepast, zoals het voorbeeld van het mijnwater. Een plug-and-play oplossing die werkt op elke plek voor elke vorm van energie moeten we niet naar zoeken. Voor Nick is het voorlopig noodzakelijk om in zijn Living Light een lithiumbatterijtje te stoppen om het potentiaalverschil dat ontstaat door de actieve bacteriën in de bodem van hun planten op te vangen, zodat als iemand de plant aait, er inderdaad een lichtje gaat branden.

Foto: Living Light 

Over de Blue Business Club

Blauwe economie gaat over positieve impact voor mensen, natuur en voor je portemonnee. Op www.theblueeconomy.org staan 112 businesscases beschreven die over de hele wereld werken. Alleen: elke locatie is weer anders. De context, zoals de aanwezige grondstoffen en ondernemerszin bepalen hoe en op welke plek welke businesscase een slimme oplossing is.

We organiseren de Businessclub voor bioniers die willen leren hoe een bepaalde businesscase werkt op de drie genoemde aspecten. Elke maand komen we bij elkaar, bespreken we een blauwe casus en delen we de resultaten online. Op deze avonden vertalen we de theorie van de blauwe economie naar de praktijk van de stad, met de mensen die het gaan doen.

Er zijn 20 plekken beschikbaar. We nodigen uit ons eigen netwerk experts en geïnteresseerden uit, en iedereen is verder welkom om mee te doen en te leren hoe we de grijze economie kunnen vervangen door een briljant-blauwe. Deze businessclub kan kennis delen dankzij samenwerking met de Gemeente RotterdamRabobank Rotterdam Fonds en Stichting Bevordering van Volkskracht.