De weg naar een rendabele waterstofeconomie kent een hardnekkige vijand: gasbellen. De Ests-Nederlandse startup Spiral Hydrogen claimt deze barrière te hebben doorbroken. Met een recente kapitaalinjectie van €2,7 miljoen maakt het bedrijf nu de sprong van kleinschalige laboratoriumtesten naar een industriële pilot in de haven van Rotterdam.
Groene waterstof wordt geproduceerd via elektrolyse, waarbij water met behulp van elektriciteit wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. In traditionele elektrolysers vormen zich hierbij gasbellen op de elektroden. Dit lijkt onschuldig, maar deze bellen blokkeren het oppervlak van de elektrode en verhogen de elektrische weerstand. Het resultaat? Een energieverlies van tot wel 30%.
De Techniek: Centrifugale Kracht en Poreuze Elektroden
Spiral Hydrogen pakt dit fundamentele probleem aan met een gepatenteerde ‘centrifugale, bubbelvrije’ architectuur. In plaats van de gassen te laten ontsnappen via de vloeistof (wat bellen veroorzaakt), gebruikt hun systeem rotatie en speciaal ontwikkelde poreuze elektroden.
Hoe het werkt
De elektrolyser draait rond, waardoor de vloeibare elektrolyt door centrifugale kracht naar buiten wordt gedrukt. De geproduceerde gassen worden direct door de poreuze wanden van de elektrode naar aparte kanalen geleid. Hierdoor krijgen gasbellen simpelweg de kans niet om zich op het reactie-oppervlak te nestelen.
De voordelen
Door het elimineren van de ‘bellen-isolatie’ stijgt de efficiëntie naar ruim 90%. Daarnaast kan het systeem werken met een veel hogere stroomdichtheid, wat betekent dat er meer waterstof geproduceerd kan worden in een kleinere installatie. Dit verlaagt de Levelized Cost of Hydrogen (LCOH) aanzienlijk, waardoor groene waterstof voor het eerst zou kunnen gaan concurreren met grijze waterstof uit fossiele brandstoffen.
Van Lab naar Industrie: Pilot in Rotterdam
Na succesvolle validatie in de gecontroleerde omgeving van het laboratorium bij YES!Delft, is Spiral Hydrogen nu klaar voor de ‘echte wereld’. De opgehaalde €2,7 miljoen aan pre-seed financiering (ondersteund door investeerders als byFounders en Norrsken Evolve) is specifiek bedoeld voor de bouw van een 100kW pilot-installatie.
De Haven van Rotterdam
De keuze voor de Rotterdamse haven is strategisch. In samenwerking met SwitcH2, een specialist in offshore ammoniakoplossingen, zal de technologie worden getest onder zware industriële omstandigheden. De focus ligt hierbij op de integratie met offshore windenergie en de productie van ammoniak, een cruciale drager voor waterstof transport.
Toekomstvisie
De overstap naar Rotterdam markeert een kantelpunt. Het doel is niet alleen om aan te tonen dat de techniek werkt, maar ook om te laten zien dat het systeem robuust genoeg is voor continue industriële processen. Als de pilot slaagt, ligt de weg open voor grootschalige commerciële uitrol. Spiral Hydrogen mikt hierbij op sectoren die moeilijk te elektrificeren zijn, zoals de zware industrie, staalproductie en de scheepvaart.
Met de pilot in Rotterdam zet Spiral Hydrogen een cruciale stap om waterstof niet langer als een dure belofte, maar als een rendabel industrieel product in de markt te zetten.
Technologische Achtergrond: De Fysica van Rotatie-Elektrolyse
De kern van de innovatie van Spiral Hydrogen ligt in het beheersen van de vloeistofdynamica binnen de elektrolysecel. Waar traditionele systemen (zoals PEM of Alkaline) passief wachten tot gasbellen door opwaartse kracht ontsnappen, gebruikt deze methode actieve krachten om het proces te versnellen
.
1. Het overwinnen van de ‘Bubble Shielding’
In een standaard elektrolyser bedekken gasbellen het oppervlak van de elektroden. Dit blokkeert het contact tussen het water en de katalysator, waardoor de elektrische weerstand toeneemt (de zogenaamde ohmic loss). Spiral Hydrogen elimineert dit door een roterende cel. De centrifugale kracht trekt de zwaardere vloeistof (het elektrolyt) naar de buitenkant, terwijl de lichtere gassen (waterstof en zuurstof) naar binnen worden gedrukt, weg van het reactie-oppervlak.
2. Poreuze Elektroden als Gas-Extractiekanalen Het systeem maakt gebruik van gepatenteerde, poreuze elektroden. In plaats van dat het gas door de vloeistof heen moet ‘borrelen’ om weg te komen, wordt het gas door de poriën van de elektrode zelf naar afvoerkanaaltjes geleid. Dit zorgt voor een onmiddellijke scheiding van vloeistof en gas bij de bron.
3. Verhoogde Stroomdichtheid Omdat het reactie-oppervlak constant vrij blijft van bellen, kan het systeem met een veel hogere stroomdichtheid werken dan conventionele apparatuur. Dit betekent dat er per vierkante meter elektrode veel meer waterstof kan worden geproduceerd. Voor de industrie vertaalt dit zich in kleinere, goedkopere installaties die toch een hoge output leveren.
4. Drukloos Scheidingsproces Een ander voordeel van de centrifugale scheiding is dat het gas en de vloeistof mechanisch gescheiden blijven zonder dat daar complexe en dure membranen voor nodig zijn die gevoelig zijn voor slijtage. Dit vereenvoudigt het ontwerp en verlengt de levensduur van de componenten in een industriële setting.
Bron en © foto’s: Spiral Hydrogen
0 reacties