Negen ton voor Eindhovens onderzoek naar toepassing van ijzerpoeder als CO2-vrije energiedrager

Bij het toegekende onderzoek zijn Metalot, RIFT, Shell en EIRES betrokken. Het richt zich specifiek op de regeneratie van verbrand ijzerpoeder, ook wel ijzeroxide genoemd.

IJzerpoeder kan energie opslaan op een zeer compacte, goedkope, veilige, milieuvriendelijke en CO2-vrije manier. Deze combinatie maakt het een kansrijke oplossing voor de vergroening van de energie-intensieve industrie en bijvoorbeeld kolen- en elektriciteitscentrales. Wetenschapsfinancier NWO stelt daarom met betrokken organisaties 900.000 euro ter beschikking voor onderzoek naar de mogelijkheden van ijzerpoeder als energiedrager op industriële schaal. Bij het onderzoek – dat plaatsvindt onder de naam CIRCL, Closing the Iron Reduction-Combustion Loop – zijn Metalot, RIFT, Shell en EIRES aangesloten.

Niels Deen, hoogleraar meerfasen en reactieve stromingen aan de faculteit Mechanical Engineering, leidt het onderzoek. Hij is erg blij met de toekenning. “Het was de tweede keer dat we deze subsidie aanvroegen, we staan dus al ruim een jaar te trappelen om hiermee te beginnen”, legt Deen uit die de credits geeft aan het hele team dat de subsidieaanvraag heeft vormgegeven.

Naast hijzelf bestaat het team uit Giulia Finotello (universitair docent bij Mechanical Engineering), Ivo Roghair (universitair docent bij Chemical Engineering & Chemistry) en Martin van Sint Annaland (hoogleraar bij Chemical Engineering & Chemistry).
 

Van roest naar ijzerpoeder

Het onderzoek richt zich specifiek op de regeneratie van verbrand ijzerpoeder, ook wel ijzeroxide genaamd. Hoe zit dat precies? Bij de verbranding van ijzerpoeder komt energie vrij in de vorm van warmte. Warmte waar je bijvoorbeeld huizen op een groene manier – en op industriële schaal – mee kunt verwarmen. Het restproduct dat vrijkomt bij de verbranding is ijzeroxide. Dat kan weer worden opgevangen en met waterstof afkomstig uit groene stroom worden omgezet in ijzerpoeder, om zo opnieuw te gebruiken. Zo ontstaat een duurzame cyclus, met ijzer als groene energiedrager.

Deen richt zich met zijn collega’s op de stap van ijzeroxide terug naar ijzerpoeder. Zijn team werkt samen met TU/e-spin-off RIFT dat een productie-installatie in Arnhem heeft gebouwd, met daarin een zogeheten wervelbed-oven waar ijzeroxide in wordt gestort.
 

Computermodellen

Deen legt uit: “Wat wij willen doen, is computermodellen ontwikkelen en kijken of we de sweetspot kunnen vinden bij de regeneratie van verbrand ijzer. Hoge temperaturen zijn bijvoorbeeld gunstig, omdat je dan meer ijzeroxide kunt omzetten, maar bij te hoge temperaturen worden de deeltjes bijvoorbeeld plakkerig en gaan ze aan elkaar plakken.”

Hij vervolgt: “Daar zit een spanningsveld tussen. Ook gaan we kijken hoe het ontwerp van een werveldbed er uit moet zien. Hoog en smal, of juist laag en breed. Het is een mooi project, mijn handen jeuken om met het team aan de slag te gaan!”
 

NWO’s Open Technologieprogramma

Het NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen kende in september 2023 financiering toe aan in totaal zeven toepassingsgerichte onderzoeksprojecten via het Open Technologieprogramma. Het gaat om een totaalbedrag van 5,8 miljoen euro. Daarnaast investeren betrokken bedrijven en andere organisaties ongeveer 950 duizend euro in de projecten.