De batterij gaat minimaal twintig jaar mee en gebruikt niet-ontvlambare, niet-schaarse materialen die overal voorkomen. Daardoor is de milieu-impact minimaal. Het revolutionaire eraan is dat de flowbatterij energie kan opslaan zonder membraan, het duurste en meest kwetsbare onderdeel van dit type batterij. ‘Dat alleen al heeft meteen effect en verlaagt de kosten met 30 tot 40 procent’, zegt Thanasis Stergiou, medeoprichter en chief commercial officer van HalioGen Power.
Groene energie langer en goedkoper opslaan
Nu twee derde van alle opgewekte stroom uit zon en wind komt, is het zaak om die voor langere periodes te kunnen opslaan om donkere periodes zonder wind (Dunkelflaute) door te komen. Dat heet Long Duration Energy Storage (LDES) en daarvoor zijn batterijen nodig. Op dit moment zijn 99,9 procent van alle gebruikte batterijen lithium-ion batterijen, blijkt uit het eerste Smart Storage Trendrapport, dat vorig jaar werd gepresenteerd.
Klein probleem: deze batterijen kunnen stroom maximaal 4 tot 6 uur opslaan en gaan hooguit zeven tot acht jaar mee. ‘Ondertussen schreeuwt de markt om opslag van meer dan acht uur. Het liefst acht tot zestien uur’, zegt Stergiou.
Een ander probleem is dat de winning van lithium de omgeving vervuilt en dat andere batterijcomponenten en kritische stoffen – van kobalt tot mangaan – uit landen komen waar je liever geen zaken mee doet. Dat moet goedkoper en beter kunnen, denken veel ontwikkelaars van nieuwe batterijtechnologieën. Dat is waar flowbatterijen als veelbelovend alternatief voor lithium-ion in beeld komen. Die kunnen energie voor langere tijd opslaan en gaan ook nog eens twintig jaar mee.
Goedkoper en simpeler systeem
Dit type batterijen slaat energie op in verschillende vloeistoffen, in aparte tanks. Die worden gescheiden door een membraan, waar de elektrochemische reactie tussen de vloeistoffen plaatsvindt. De Nederlandse Aquabattery gebruikt hiervoor water en keukenzout. Batterijproducent Elestor uit Arnhem gebruikte eerst waterstof en bromide voor zijn flowbatterij, maar is nu overgestapt op waterstof en ijzer.
HalioGen gebruikt zink en bromide als vloeistoffen en geen lithium. Alle materialen zijn voor 99 procent recyclebaar. Maar wat de batterij echt bijzonder maakt, is het weglaten van de membraan. ‘Het probleem van flowbatterijen is namelijk dat ze nog behoorlijk duur zijn qua kapitaalkosten per kilowattuur’, zegt Stergiou. ‘De membraan beslaat 30 tot 40 procent van de totale kosten van het systeem. Ook is dit het onderdeel dat het snelst kapot gaat. Verder hebben we het systeem simpeler gemaakt. In plaats van twee tanks hebben we er eentje. En in plaats van twee pompen hebben we er waarschijnlijk, maar eentje nodig. Opgeteld met onze goedkope elektrolyt dalen de totale kosten van de batterij met 60 tot 70 procent. Zo combineren wij de hoge prestaties van de korte energieopslag-sector met de kostprijzen van de ultralange energieopslag-sector om energie voor acht tot zestien uur op te kunnen slaan.’
Betaalbare batterij nodig voor energietransitie
Hoe het HalioGen lukt om ionen te splitsen zonder membraan is het geheim van de smid. Het eerste patent voor de technologie is ingediend en er zullen er meer volgen. Stergiou kan wel zeggen dat de batterij gebruikt maakt van niet-mengbare vloeibare elektrolyten, vloeistoffen die tijdens het elektrochemische proces op natuurlijke wijze gescheiden blijven. ‘Met veel geavanceerde wetenschap en engineering is het gelukt de batterij te laten werken zonder een membraan ertussen’, zegt hij.
Dat maakt de batterij betaalbaar, een noodzakelijke voorwaarde om de energietransitie te versnellen. ‘Ons systeem zal qua kosten goedkoper zijn dan een back-up energieopslag met fossiele brandstoffen en een lithium-ion batterij’, zegt Stergiou. ‘Er is tot nu toe nog geen oplossing die goedkoper is dan deze twee technologieën, dus blijft de wereld daarvoor kiezen’, zegt Stergiou.
Thanasis Stergiou mocht de batterij-startup pitchen tijdens het Upstream-festival in Rotterdam. | Credits: Upstream
Over vijf jaar op de markt
De batterij kan volgens hem in verschillende sectoren ingezet worden. Door netbeheerders om pieken en congestie op het elektriciteitsnet tegen te gaan, door wind- en zonneparken, door grote bedrijven die geen aansluiting op het net krijgen of door havens, mijnbouw- en staalbedrijven die moeten elektrificeren.
De werking van de batterij is gevalideerd in het laboratorium, waar een werkend prototype staat. Eind volgend jaar wil HalioGen een pilotinstallatie operationeel hebben. Hoe snel de batterij daarna op de markt komt, hangt af van investeerders en subsidie. ‘We bereiden een investeringsronde voor eind dit jaar voor. We hopen de batterij daarna binnen vijf jaar op de markt te kunnen brengen’, zegt Stergiou.
Havens zijn interessante markt
HalioGen Power werd in 2023 opgericht als een spin-off van de Universiteit van Manchester. Doel was om flowbaterijen opnieuw uit te vinden. Van begin af aan wordt de startup ondersteund door het Duitse innovatieprogramma SPRIN-D. De eerste connectie met Nederland was PortXL, een programma dat duurzame innovaties en startups in de Rotterdamse haven helpt versnellen en verder te ontwikkelen. ‘Havens zijn voor ons een interessante markt om onze batterij op commerciële wijze in te zetten’, zegt Stergiou. ‘Bijvoorbeeld omdat schepen in de haven straks verplicht worden om gebruik te maken van walstroom en het elektriciteitsnet die verandering niet aankan.’
Via PortXL werd HalioGen Power uitgenodigd voor de startup-competitie, die MT/Sprout en Erasmus Enterprise organiseren en waarbij de winnaars bekend werden gemaakt tijdens het Upstream festival in Rotterdam. ‘Daar hebben we opnieuw mensen uit de Rotterdamse haven ontmoet en mensen van de gemeente met wie we nauw contact hebben, maar helaas nog geen Nederlandse investeerders’, vertelt Stergiou.
Lees ook:
- Deze batterijen gaan lithium-ion vervangen, maar de vraag is wanneer
- Veelbelovende batterij van Elestor voor langdurige stroomopslag vindt snel weg naar industrie
- Nederlandse zoutbatterij zou ons minder afhankelijk kunnen maken van schaarse metalen uit het buitenland
- Revolutionaire zoutwaterbatterij getest in Delft
