Water, lucht en ijzer zijn de belangrijkste componenten van de batterij die Ore Energy heeft ontwikkeld. De batterij werkt op het principe van roesten en ontroesten, bevat geen kritieke materialen en wordt geproduceerd in Europa. Oprichter van Ore Energy Aytac Yilmaz vertelt over de batterij en hoe deze kan worden toegepast.

Yilmaz: “We hebben de technologie niet uitgevonden, die komt eigenlijk uit eind jaren ‘60. Toen is die in Zweden en de Verenigde Staten uitgevonden en was oorspronkelijk bedoeld voor elektrische auto’s. Maar in de jaren ‘60 en ‘70 waren elektrische auto’s nog niet een big thing, dus de technologie is lang op de plank blijven liggen. Maar nu we zoveel hernieuwbare energie hebben, is de behoefte aan de batterij er weer.”

Door de toepassing die de batterij kan hebben in de energietransitie haalde Ore Energy, een spin-off van de TU Delft, de techniek weer van de plank. De batterij kan namelijk grootschalig en langdurig elektriciteit opslaan, wat volgens Yilmaz een belangrijk onderdeel is van het fossiel-vrij maken van het stroomnet.

Zuurstof, water en ijzer
Yilmaz vertelt welke voordelen hij ziet in de batterij van Ore Energy ten opzichte van andere batterijen. “De meest geavanceerde batterijtechnologie op het moment zijn lithium-ion batterijen. Maar lithium-ion batterijen gebruiken materialen zoals lithium, nikkel en kobalt. En wij gebruiken vooral ijzer, water en lucht.”

De voordelen van de batterij van Ore Energy zitten volgens Yilmaz dan ook in de materialen waar de batterij uit bestaat. De batterij bevat dus geen kritieke metalen, is recyclebaar, veilig in gebruik en alle stappen van het productieproces, van de materialen winnen tot productie van de batterij, vinden plaats in Europa. Tenslotte is de batterij goedkoper, volgens Yilmaz ongeveer een tiende van de kosten van lithium-ion batterijen, omdat de materialen in overvloed aanwezig zijn in de Europese toeleveringsketen.

“De technologie voor deze batterij is gebaseerd op de processen van roesten en ontroesten. De batterij ademt in en uit en gebruikt de zuurstof uit de lucht”, legt Yilmaz uit. Lucht en ijzer dienen beide als elektrode en water als elektrolyt. Ore Energy omschrijft het proces als roesten en ontroesten: Om te ontladen ademt de batterij lucht in, en zet daarmee ijzer om in roest. Ofwel: een oxidatieproces (roesten) waarbij elektronen worden afgegeven. Om op te laden blaast de batterij de lucht weer uit en wordt het weer gewoon ijzer.

Yilmaz: “We hebben een ijzer-anode, een elektrolyt gebaseerd op water en lucht. Als de batterij ontlaadt, en dus elektriciteit afgeeft, dan wordt het ijzer omgezet in een speciaal type roest, ijzerhydroxide. En tegelijkertijd aan de andere kant van de batterij ademt de batterij de zuurstof in. Dus als je ontlaadt zet je het ijzer om in roest, en de batterij ademt zuurstof uit de lucht in”, legt Yilmaz uit. “En bij opladen gebeurt het omgekeerde. Dan zetten we de roest weer om in ijzer. En de batterij ademt zuurstof uit. En dat doe je steeds opnieuw.”

Wind- en zonneparken
De batterij kan stroom opslaan voor ongeveer honderd uur, is modulair en daarmee makkelijk schaalbaar. De levensduur is ongeveer twintig jaar, de terugverdientijd hangt erg af van de manier waarop de batterij wordt ingezet.

De batterij is vooral bedoeld voor toepassingen op grote schaal, vertelt Yilmaz. “Het kunnen opzichzelfstaande systemen zijn die aangesloten zijn op het elektriciteitsnet, maar ze kunnen ook bij een wind- of zonnepark geplaatst worden.”

Volgens Yilmaz vervult de batterij van Ore Energy daarmee een behoefte die het elektriciteitsnet heeft. Door het systeem aan te sluiten op het stroomnet zou er minder geïnstalleerde capaciteit aan zon- en windenergie nodig zijn, is er minder curtailment nodig en kunnen de systeemkosten van het elektriciteitsnet verlaagd worden.

Met de batterij zou dus op grote schaal de opwek en vraag naar elektriciteit beter op elkaar afgestemd kunnen worden. Zo kan groene stroom een groter aandeel nemen in het stroomnet en het gebruik van fossiele bronnen terugdringen.

Yilmaz: “Ik denk niet dat deze batterij lithium-ion batterijen gaat vervangen in de energietransitie. Voor de energietransitie hebben we namelijk alle verschillende opslagmiddelen nodig, zowel kortdurende al middellange en langetermijnopslag.”

Toekomstplannen
Er worden plannen gemaakt voor het plaatsen van de eerste Ore Energy batterijen. Die zullen in verschillende Europese landen geplaatst worden, met name in landen waar al veel hernieuwbare elektriciteit wordt opgewekt, want daar kan een batterij de meeste toegevoegde waarde hebben. Op dit moment focust Ore Energy dan ook op productie van de batterij, om die uiteindelijk aan te kunnen sluiten op verschillende stroomnetten.

Yilmaz: “Op de langere termijn is het doel om het elektriciteitsnet te helpen met fossielvrij worden. Om te helpen om het elektriciteitsnet alleen op hernieuwbare elektriciteit te baseren. En wij geloven dat daar verschillende technologieën voor nodig zijn, en dat onze technologie daarmee een belangrijk puzzelstuk in de puzzel van de energietransitie kan zijn.”