Within the Flexnode Plus project the long-term degradation characteristics of a proton exchange membrane (PEM) electrolyzer (5.5 kW, AC, 1 Nm3/h H2) and fuel cell (1.0 kW, DC, 0.9 Nm3/h) was experimentally tested. The electrolyzer unit was operated at various loads and pressures for approximately 750 hours in total, while the fuel cell was operated at a constant load of 1 Ω resistance for approximately 1120 hours in total. The efficiency of the hydrogen production in the electrolyzer and the electricity production in the fuel cell was expressed using the hourly average system efficiency and average cell efficiency. Inorder to predict the state of health and remaining lifetime of the electrolyzer cell and fuel cell, the decay of the cell voltage over time was monitored and the direct mapping from aging data method was used.The electrolyzer cell showed a stable cell voltage and cell efficiency in the studied time period, with an average cell voltage decay rate of 0.5 μV/h. The average cell voltage of the fuel cell dropped with a rate of 2 μV/h during the studied time period.
Problems of energy security, diversification of energy sources, and improvement of technologies (including alternatives) for obtaining motor fuels have become a priority of science and practice today. Many scientists devote their scientific research to the problems of obtaining effective brands of alternative (reformulated) motor fuels. Our scientific school also deals with the problems of the rational use of traditional and alternative motor fuels.This article focused on advances in motor fuel synthesis using natural, associated, or biogas. Different raw materials are used for GTL technology: biomass, natural and associated petroleum gases. Modern approaches to feed gas purification, development of Gas-to-Liquid-technology based on Fischer–Tropsch synthesis, and liquid hydrocarbon mixture reforming are considered.Biological gas is produced in the process of decomposition of waste (manure, straw, grain, sawdust waste), sludge, and organic household waste by cellulosic anaerobic organisms with the participation of methane fermentation bacteria. When 1 tonne of organic matter decomposes, 250 to 500–600 cubic meters of biogas is produced. Experts of the Bioenergy Association of Ukraine estimate the volume of its production at 7.8 billion cubic meters per year. This is 25% of the total consumption of natural gas in Ukraine. This is a significant raw material potential for obtaining liquid hydrocarbons for components of motor fuels.We believe that the potential for gas-to-liquid synthetic motor fuels is associated with shale and coalfield gases (e.g. mine methane), methane hydrate, and biogas from biomass and household waste gases.
Dit project richt zich op de ontwikkeling van de biotechnologische en chemische procesvoering om op basis van mycelium een alternatief voor leer te produceren. In vergelijking met leer is het voordeel van mycelium dat geen runderen nodig zijn, de productie kan plaatsvinden onder industriële condities en met gebruik van reststromen, de CO2 uitstoot alsook hoeveelheid afval verlaagd wordt, en het gebruik van toxische stoffen zoals chroom wordt vervangen door biobased alternatieven. In het project zullen de procescondities worden bepaald die leiden tot de vorming van optimaal mycelium. Daartoe zullen twee verschillende schimmels worden gekweekt in bioreactoren bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen (HAN), waarbij specifiek de effecten van de procescondities (temperatuur, pH, shear, beluchting) en de samenstelling van het kweekmedium op groei van het mycelium en materiaal eigenschappen zullen worden onderzocht. De meest optimale condities zullen vervolgens worden opgeschaald. Op het op deze wijze verkregen materiaal zal Mylium BV een aantal nabehandelingsstappen uitvoeren om de sterkte, elasticiteit, en duurzaamheid van het product te vergroten. Daartoe worden biobased plasticizers, cross-linkers en/of flexibility agents gebruikt. Het resulterende eindproduct zal middels specifiek fysieke testen vergeleken worden met leer alsook worden voorgelegd aan mogelijke klanten. Indien beide resultaten positief zijn kan het betreffende proces na het project verder worden opgeschaald voor toepassing naar de markt.
Ons voorstel ‘Biobased Sustainable Aviation Fuel’, richt zich op het ontwikkelen van een nieuwe productieroute voor sustainable aviation fuels (SAFs). Hiermee wordt invulling gegeven aan de behoefte van de luchtvaartindustrie om alternatieve productieroutes voor SAF te ontwikkelen. Deze behoefte komt voort uit het verplicht bijmengen van SAF in conventionele kerosine. Ook hebben bestaande routes voor SAFs te maken met oplopende tekorten in grondstoffen. De productieroute in dit project maakt gebruik van vetzuren, waarmee een veelheid van afvalstromen kan worden verwerkt naar brandstoffen. De vetzuren uit dit project worden geproduceerd door ChainCraft uit organische reststromen via fermentatie. ChainCraft is begonnen als startup vanuit Wageningen Universiteit en heeft bewezen per jaar ongeveer 2000 ton vetzuren te kunnen produceren. Met een chemische reactie worden deze vetzuren omgezet naar ketonen. Dit wordt ketonisatie genoemd. Deze ketonen kunnen opgewerkt worden naar SAF, maar kunnen ook andere chemische toepassingen hebben, zoals het vervangen van palmolie. Het keton dat ontstaat is dus een tussenproduct waarmee verschillende markten bedient kunnen worden. Dit is van belang voor ChainCraft dat nieuwe markten voor haar vetzuren wil ontsluiten. De belangrijkste te ontwikkelen stap in deze productieroute is de verbetering en optimalisatie van de ketonisatiereactie. Dit wordt gedaan door de Hogeschool Rotterdam bij het CoE HRTech, binnen het cluster Verduurzaming Industrie en de opleiding Chemische Technologie. Bij de ketonisatiereactie ontstaat calciumhydroxide als bijproduct. Door dit terug te voeren naar het fermentatieproces kunnen de integrale proceskosten verlaagd worden en de milieu impact gereduceerd. Deze verbeterde fermentatie wordt door ChainCraft geanalyseerd. De te verwachten milieubesparing is 67% minder broeikasgasemissies ten opzichte van petrochemische kerosine. De te verwachten productiekosten zijn vergelijkbaar met gangbare SAFs. Naast ChainCraft en de Hogeschool Rotterdam wordt het voorstel gesteund door SkyNRG. SkyNRG is sinds 2010 de wereldwijde leider op het gebied van SAFs.
In Nederland draaien 600.000 industriemotoren in transport, scheepvaart en z.g. Non Road Mobile Machinery (m.n. land- en bosbouw machines en stationaire motoren). Zij verbruiken jaarlijks ongeveer 5 miljard liter diesel, 20%% van het totale dieselverbruik. Ook deze sectoren dienen hun CO2 uitstoot en stikstofuitstoot te reduceren. Kijkend naar mogelijke oplossingen is elektrificatie niet geschikt vanwege het hoge specifiek gevraagde vermogen + kosten. Waterstof is te duur en voor mobiele toepassingen te bewerkelijk. Gesteund door technologie-neutraal klimaatbeleid vanuit de EU (32% hernieuwbare brandstoffen in 2030, waar elektrificatie niet mogelijk is), definieert de sector een voorkeur voor hernieuwbare methanol als marsroute richting emissiereductie. RAAK-MKB project Schoon Schip levert eind 2023 een werkend prototype methanol-conversiekit en manual voor een kleine industriemotor op. Mede door dit succes, groeide het consortium en ontstond een nieuwe vraag: Hoe kan de sector van industriemotoren lokale emissies van het huidige motorenpark van Stage III motoren naar Stage V niveau- en de Well-to-Wheel CO2-uitstoot verlagen met gebruik van hernieuwbare methanol als brandstof? De huidige stand van de techniek laat zien dat in grote (scheepvaart) motoren (<10.000Kw) dual-fuel en uitlaatgasnabehandeling vorm krijgt, voor kleinere industriemotoren is deze techniek nog nauwelijks beschikbaar. De HAN beantwoordt deze marktvraag in 4 werkpakketten om effectieve conversie van een stageIII motor naar StageV emissies te realiseren. Ze maakt hier een vertaalslag van de wetenschap en kennis bij grote zeevaartmotoren, naar (kleinere) industriemotoren. Dit gebeurt door te onderzoeken binnen welke kaders (economisch, emissies, prestaties en levensduur) een prototype motor te ontwikkelen klaar voor lange duurtesten. Brandt Schoon combineert opgedane motorenkennis met kennis uit de academische wereld om tot een betrouwbare toepassing van methanol in de binnenvaart te komen. Het gaat er om tot een werkende praktijkoplossing te komen voor het gebruik van hernieuwbare methanol in het bestaande park van 600.000 industriemotoren.
