'Een cadeautje van moeder natuur'
Door: Agaath Diemel
Opslag vormt nu nog de bottleneck in de energietransitie. Professor Fokko Mulder en CEO Mattijs Slee van Battolyser Systems hebben de oplossing binnen handbereik: de Battolyser is een batterij en waterstoffabriek ineen. De TU Delft spin-off is een schoolvoorbeeld van hoe je impact uit onderzoek kunt creëren.
Het probleem is bekend: de opbrengst van zonne- en windparken varieert gedurende dag en door de seizoenen heen. Om die fluctuaties op te vangen, zal de vraag naar opslag enorm toenemen. Hoogleraar energieopslag Fokko Mulder was daarom enkele jaren geleden al op zoek naar alternatieven voor de alomtegenwoordige lithiumbatterij. Een potentiele kandidaat was de nikkelijzerbatterij, ooit uitgevonden door Edison, maar nooit een commercieel succes geworden. Een van de oorzaken: tijdens het opladen van zo’n batterij treedt er elektrolyse van water op en wordt er waterstof en zuurstof geproduceerd. “Die waterstof werd heel lang als ongewenst bijproduct beschouwd, maar in het licht van de energietransitie bleek dat nadeel juist een voordeel. In plaats van te proberen de productie van waterstof te verminderen, was het veel interessanter om dat water met opzet te splitsen”, vertelt Mulder.
Vanuit dat idee ontstond de Battolyser: een geïntegreerd apparaat dat fungeert als batterij voor dag- en nachtopslag en, eenmaal vol, waterstof gaat produceren. Waterstof kan gebruikt worden voor langetermijnopslag, als brandstof of als tussenstap in de productie van grondstoffen zoals ammoniak. “Eén apparaat in plaats van twee, dus. Het bijzondere is bovendien dat de materialen heel stabiel blijven tijdens het schakelen tussen de verschillende functies: het opladen en ontladen van de batterij en de elektrolyse.” Nikkel en ijzer zijn ook nog eens volop aanwezige en conflictvrije materialen. “Een cadeautje van moeder natuur”, noemt Mulder het. “Deze combinatie van materialen blijkt een unieke set van eigenschappen te hebben in de context van de energietransitie. Het is subliem in zijn eenvoud.”
Opschalen tot aan serieproductie
Inmiddels is het prototype uit het lab van Mulder opgeschaald naar een pilotunit ter grootte van een aantal huishoudens. “In het nieuwe jaar wordt deze bij Vattenfall geïnstalleerd om aan te tonen dat de technologie ook in een industriële omgeving werkt”, vertelt Mattijs Slee, CEO van Battolyser Systems. Ook wordt er hard gewerkt aan het verder opschalen van de capaciteit, eerst naar een commerciële demonstratie-unit en vervolgens naar productiecapaciteit. Dat brengt telkens nieuwe vraagstukken met zich mee op het gebied van efficiency, maakbaarheid en betaalbaarheid. “In de pilot gaat het erom dat het werkt, voor commerciële opschaling moet het ook efficiënt, betaalbaar en betrouwbaar zijn. De fase daarna is die van de commerciële serieproductie, waarbij we als bedrijf geld moeten kunnen verdienen aan elke unit.”
Veel R&D dus momenteel, maar naarmate de commercialisering vordert, zal Battolyser Systems meer kapitaal gaan aantrekken. “Daar is veel belangstelling voor in de markt. De kunst is dan om dat op het juiste moment te doen: doe je het te vroeg dan is het te duur, maar te laat staat je groei in de weg”, zegt Slee. Hij weet waar hij het over heeft: voor zijn komst naar Battolyser Systems was Slee bij Shell Ventures verantwoordelijk voor de investeringen in niet-fossiele brand- en grondstoftoepassingen. Daarnaast heeft de jonge onderneming Kees Koolen, de CEO van het schone energieconglomeraat Koolen Industries, als grootaandeelhouder. “Hij is gepokt en gemazeld in venture capital en adviseert ons ook op deze onderwerpen.”
Ons apparaat kan al heel snel concurreren met losse apparaten voor elektriciteitsopslag en waterstofproductie
Waardevolle samenwerking
TU Delft heeft via Delft Enterprises geïnvesteerd in Battolyser Systems en blijft zo nauw betrokken bij de spin-off. Het is een voor beide partijen waardevolle samenwerking. “Delft Enterprises hebben ze heel veel ervaring met het reilen en zeilen van startups, dat kunnen ze voor ons vertalen naar advies”, zegt Slee. “Ze maken deel uit van onze Raad van Commissarissen en zien toe als aandeelhouder dat hun investering goed rendeert.” Financieel gewin is echter maar een klein deel van het verhaal. “Met de Battolyser kan de TU een hele concrete bijdrage leveren aan de energietransitie.” Met andere woorden: impact voor een beter samenleving, zoals ook de missie van de universiteit luidt.
Mulder en Slee zijn zeer optimistisch over de kansen van de Battolyser. “Iedereen wil dat dit lukt. Wij als bedrijf, de TU Delft, maar de overheid ook. Nederland wil een belangrijke rol spelen in de energietransitie, maar we hebben nu nog geen bedrijven die elektrolysers maken in Nederland. Daar stappen we mee in een gat”, stelt Slee.
Ook buiten Nederland zien ze kansen. Mulder: “Ons apparaat kan al heel snel concurreren met losse apparaten voor elektriciteitsopslag en waterstofproductie, waar ook nog eens moeilijk te verkrijgen materialen voor nodig zijn. Dat wordt op wereldschaal interessant. De hele wereld kampt namelijk met hetzelfde probleem. Wind- en zonne-energieparken zullen op dagelijkse basis hun opgewekte elektriciteit niet kwijt kunnen. Om de energietransitie te versnellen, moet je die toenemende vraag naar opslag oplossen. Dat is een sleutel tot de energietransitie die er nog niet eerder was.”
De Battolyser doet dat ook nog eens op een unieke manier. “Met de Battolyser kun je dat overschot niet alleen opslaan en op een gunstig tijdstip verkopen, je kunt er ook de waterstofmarkt mee bedienen,” zegt Mulder. Slee: “Het is een bijzondere combinatie van een batterij die niet vol raakt en een elektrolyser die net zo snel kan schakelen als een batterij. Daarmee kun je voor het eerst de fluctuerende duurzame elektriciteitsopwek economisch koppelen aan de maatschappelijke energievraag.”