Samenvatting

Lectoraat Delta Power wil bijdragen aan de energietransitie door een waterstoflab te bouwen waar onderzoekers, bedrijven en studenten onderzoek kunnen verrichten naar waterstof. Met behulp van een waterstoflab kunnen er onderzoeken plaatsvinden naar het produceren van waterstof en het omzetten van waterstof naar energie.

Om te onderzoeken wat het meest geschikte ontwerp is voor een waterstoflab is de volgende onderzoeksvraag gesteld: “Wat is het ontwerp van een waterstoflab voor HZ University of Applied Sciences, waarin componenten in verschillende configuraties met elkaar gekoppeld kunnen worden, dat voldoet aan de gestelde veiligheidseisen, regel -en wetgeving voor de bebouwde omgeving en de wensen van het bedrijfsleven?”.

Tijdens het onderzoek is er onderzocht wat de meest geschikte componenten zijn voor het waterstoflab. Hierin is naar voren gekomen dat het waterstof moet beschikken over een alkaline elektrolyser, PEM elektrolyser, PEM brandstofcel en een waterstofketel.
De gekozen alkaline elektrolyser betreft de Alkaline Water Electrolyzer Stack – 60 Cell van LightBridge. Deze elektrolyser heeft een vermogensbereik van 1,8 tot en met 9,6 kW. Voor de PEM elektrolyser is gekozen voor de H-TEC Series-s: S30/50. Deze elektrolyser levert een vermogen van 1,28 tot en met 9,38 kW.

De geselecteerde brandstofcellen voor het waterstoflab zijn de H-5000 en de H-3000 PEM Fuel cell van Horizon Educational. De H-5000 brandstofcel levert een vermogen tot 5 kW en de H-3000 een vermogen tot 3 kW.

Momenteel zijn er nog geen waterstofketels op de markt beschikbaar. Verschillende producenten zijn nog steeds bezig met onderzoek naar waterstofketels. Hierdoor kon er voor dit onderzoek geen concreet ontwerp gemaakt worden van een installatie met een waterstofketel.

De veiligheidseisen van het waterstoflab zijn opgesteld aan de hand van de NPR-7910. Hierin staat beschreven hoe de gevarenzone van het waterstoflab moet worden ingedeeld en hoeveel ventilatie er in het waterstoflab moet plaatsvinden ten tijden van een lekkage. Tevens is er onderzoek verricht naar het detecteren van lekkages in het waterstoflab. Het waterstoflab moet beschikken over waterstofsensoren en waterstofdetectietape op plaatsen waar er een verhoogde kans is op een lekkage.

De uitkomst van het onderzoek is een waterstoflab dat bestaat uit vier modulaire opstellingen. De opstellingen bestaan uit de alkaline elektrolyser, PEM elektrolyser, brandstofcel en de waterstofketel. Door het waterstoflab op te delen in verschillende opstellingen kunnen de componenten in verschillende configuraties worden opgesteld. Ook is het mogelijk om de installaties buiten te plaatsen, hier kan waterstof vervliegen waardoor explosieve atmosferen vermeden kunnen worden.