Team SOLIDs system, brinnande järnpulver. Kredit:Bart van Overbeeke.
Den nederländska regeringen informerade den holländska industrin i januari i år att 2022, den borde sluta konsumera naturgas. Studenter från Eindhovens tekniska universitet arbetar på en hållbar lösning för att ersätta industriell fossilbränsleförbrukning:att bränna järn. Detta bränsle genererar inga CO2-utsläpp, och restprodukten, rost, kan återvinnas helt. Järnpulverlågorna ger höga temperaturer, vilket är viktigt för många branscher. Studentteamet, Team SOLID, har byggt en proof-of-concept installation som genererar både värme och el.
Denna teknik har potential att bli en viktig del i framtidens energisystem. Överskott av förnybar energi, genereras till exempel av solpaneler på soliga dagar, kan lagras kompakt i järn genom att omvandla rost (järnoxid) till järn. Järnet kan senare tjäna som bränsle, när energi behövs. Järnoxiden som uppstår vid förbränningen samlas upp och återanvänds. Användningen av järn i detta system är cirkulär, genererar inget avfall och viktigast av allt, ingen koldioxid.
Team SOLIDs system erbjuder en lösning för den första halvan av denna cirkulära process. Det förbränner järnpulver och genererar därigenom varmt vatten, värme och el. Den andra halvan av kretsloppet finns redan:tillverkning av järn och återvinning av rost är redan en del av befintliga industrier. Denna del av kretsloppet drivs för närvarande på fossila bränslen, men hållbara alternativ utvecklas. I Sverige, till exempel, en pilotanläggning byggs för järnframställning med hållbart producerat väte. Järn är rikligt:det är det vanligaste grundämnet på jorden. Extrakostnaderna är begränsade:vid tillämpning i industriell skala blir bränslekostnaderna upp till dubbelt så höga. Dock, de ökande kostnaderna för CO2-utsläpp kan så småningom till och med göra det billigare.
Eindhoven-studenternas system har en kapacitet på 20 kilowatt, vilket är jämförbart med en konventionell centralvärmepanna. En av de viktigaste fördelarna med systemet är att det snabbt kan reagera på ett förändrat energibehov. Dessutom, systemet är relativt lätt att skala upp. Att använda värmen, systemet driver en Stirlingmotor som genererar elektricitet. Dessutom producerar systemet varmt vatten och ånga. Studenterna arbetar i nära samarbete med Philip de Goey och Niels Deen, Eindhoven professorer i respektive Combustion Technology och Multiphase &Reactive Flows.