Een nieuwe batterijtechnologie die gebruikmaakt van natrium in plaats van lithium, dat is de insteek van het STARBATCH-project. Nobian, Exergy Storage, de Universiteit van Twente en het Instituut voor Duurzame Procestechnologie vormen het consortium. Waar het gebruik van zout op zichzelf niet nieuw is bij batterijen, werken de partijen aan een unieke toepassing met een batterij op basis van gerecycled zout en aluminium. Het productieproces van de batterij verlaagt de ecologische voetafdruk.

“Het overkoepelende doel wat we met de nieuwe batterij-waardeketen ontwikkelen, het liefst een die gebaseerd is op grondstoffen die in Europa beschikbaar zijn”, zegt Gert Jan Jongerden van Exergy Storage en de ontwerper van de nieuwe batterijtechnologie. “Op die manier kunnen we de Nederlandse afhankelijkheid van het buitenland, met name China, verminderen en wordt onze autonome strategische positie verbeterd. De waardeketen gaat van zoutwinning tot en met de batterijproductie.”

“Kijk je iets specifieker naar het STARBATCH-project zelf, dan is het doel daarvan om het maakproces en de uitrol in gang te zetten. Het zijn meerdere puzzelstukjes bij elkaar. Nobian produceert grondstoffen en kan de chemie uitvoeren, Exergy ontwikkelt de cel- en batterijtechnologie en maakt prototypes en een derde partij zal de batterij seriematig gaan maken en verkopen.”

“De grote uitdaging zit hem momenteel in een betaalbare energieprijs”, voegt Marco Waas van Nobian toe. “Voor duurzame energie richten we ons voornamelijk op wind en zonne-energie. En die zijn natuurlijk ook heel belangrijk. Maar batterijen zijn net zo belangrijk voor een goede markt waar met betaalbare prijzen. Dat is nog een doel wat we met dit project hebben, het omlaag brengen van de productiekosten van batterijen.”

Algemene functie van de batterij
Waarom hebben de partijen voor een zoutbatterij gekozen? Natrium is, in tegenstelling tot lithium, als onderdeel van een zoutmolecuul, overvloedig beschikbaar en gemakkelijk te winnen in de vorm van zout, geven ze aan. De projectpartners hebben op laboratoriumschaal aangetoond dat een belangrijke batterijcomponent natrium-tetrachloroaluminaat (NaAlCl4), de vloeistof dat natrium-ionen geleidt, voor de nieuwe batterij, NaAlCl4, eenvoudiger en duurzamer geproduceerd kan worden.

Natriumchloride, aluminium en chloor worden tijdens het maakproces in één reactor gemengd, waardoor bij lagere temperaturen NaAlCl4 kan worden geproduceerd. Dit proces vermindert het energieverbruik en verlaagt daardoor ook de ecologische voetafdruk. Tevens zijn deze batterij chemicaliën relatief makkelijk te recyclen, volgens de projectpartners.

Ondersteund door TKI Energie richt het STARBATCH-project zich op het verbeteren van de efficiëntie en schaalbaarheid van het productieproces. Belangrijke activiteiten zijn onder meer het ontwikkelen en testen van een nieuwe reactor, het testen van NaAlCl4 in laboratoriumbatterijen en het opstellen van een conceptueel procesontwerp en economische analyse. De voorbereidingen voor opschaling van lab naar een pilotproject zijn in volle gang. De opschaling van de procestechnologie zal naar verwachting vóór 2030 leiden tot commerciële productie.

“Wat betreft de toepasbaarheid gaat de batterij eerst getest worden in een prototype batterijen die bijvoorbeeld kunnen dienen als een thuisbatterij”, zegt Coert van Lare van Nobian. “De algemene functie zal zijn om zon- en windenergie op te slaan. We onderzoeken ook of we hem als containerbatterij kunnen gaan ontwikkelen. In principe kun je de batterij zo groot maken als je wil, aan de hoeveelheid grondstoffen en de chemie zal het niet liggen.”

Latente marktvraag
De partijen zijn tevreden over de voortgang van het project. “Met dit soort projecten is het wel een kwestie van drie stappen vooruit en vervolgens weer twee terug”, zegt Jongerden. “Maar onder aan de streep boeken we een zeer wezenlijke vooruitgang. We startten vanaf nul met het eerste exploratieve onderzoek in 2012, om op de huidige technologie uit te komen. En op grond van de resultaten die we boekten zijn we er van overtuigd dat dit een succes gaat worden.”

Van Lare is het daar mee eens. “Technologisch gezien gaat het STARBATCH-project een succes worden, het nieuwe proces en de nieuwe batterij gaat zijn volop in ontwikkeling. Ik twijfel er niet aan dat we dit kunnen opschalen. Maar hoe de batterij het op de markt gaat doen laat zich veel lastiger inschatten. Dat vraagt om een ontwikkeling van de hele keten.”

“Op termijn gaat de vraag naar batterijen en energieopslag groeien”, voegt Waas toe. “We ontkomen er simpelweg niet aan om alternatieven te zoeken om de energiemarkt en de toename van hernieuwbare energieproductie te ondersteunen. Dat is een behoorlijke uitdaging. Onlangs is Northvolt failliet gegaan, wat laat zien dat voor duurzaam succes een lange adem nodig is. Het gat dat het wegvallen van Northvolt laat vallen in Europa zouden wij goed met onze batterijtechnologie op kunnen vangen.”