WATERSTOF

EEN REVOLUTIONERING VAN DE WATERSTOFPRODUCTIE

De waterstofproductie staat al lange tijd voor een cruciale uitdaging: het balanceren van efficiëntie, kosten en impact op het milieu. Conventionele methoden zoals elektrolyse of syngas-reforming vereisen een hoge energie-input of genereren aanzienlijke emissies, wat resulteert in een ongunstige energiebalans.

NANOARC’s GENHYSIS™ Quantum Catalysis introduceert een transformatieve oplossing. Door gebruik te maken van geavanceerde kwantummaterialen maakt GENHYSIS™ waterstofextractie uit water en andere waterstofrijke vloeistoffen mogelijk via een puur nanokatalytisch proces, dat werkt onder omgevingsomstandigheden zonder externe energie-input en zonder uitstoot.

HOE HET WERKT

Een katalysator functioneert door de energiebarrière van een chemische reactie te verlagen en de snelheid ervan te versnellen, terwijl hij onveranderd blijft.
GENHYSIS™ tilt dit principe naar een hoger niveau.

Onze Quantum Catalysts werken op atomaire schaal om de waterstofafgifte uit H₂O-moleculen nauwkeurig en efficiënt te faciliteren. Eenmaal ondergedompeld in water activeert de katalysator spontane watersplitsingsreacties die continu waterstofgas genereren – zonder dat daarvoor elektrische stroom, warmte of licht nodig is.

Het proces is intrinsiek zelfvoorzienend, schaalbaar en milieuverantwoordelijk, waardoor het ideaal is voor industriële, commerciële en gedistribueerde waterstoftoepassingen.

TOEPASSINGEN IN ALLE INDUSTRIEËN

• Opslag en conversie van hernieuwbare energie

• Industriële waterstof voorziening

• Schone mobiliteit en brandstofcelsystemen

• Gedecentraliseerde en off-grid energieopwekking

BELANGRIJKSTE VOORDELEN

• Geen externe energie-input – Waterstof wordt rechtstreeks gegenereerd uit water bij omgevingstemperatuur en -druk.

• Geen uitstoot – Er worden geen CO₂ of schadelijke bijproducten geproduceerd.

• Kwantumefficiëntie – Nanokatalytische reacties verlopen met uitzonderlijke stabiliteit en persistentie.

• Hoge output – Ongeveer 1 gram GENHYSIS™ Quantum Catalyst kan onder standaardomstandigheden ~1000 ml waterstof per minuut genereren.

• Duurzaam en schaalbaar – Een praktisch pad naar een schone, importonafhankelijke waterstofproductie.

GENHYSIS™ wordt geleverd via het Hydrogen-as-a-Service (HaaS)-model van NANOARC, dat gecontracteerde waterstofproductiecapaciteit biedt op het gebruikspunt.

In plaats van waterstof in te kopen als geleverd product of de productietechnologie zelf te beheren, kopen klanten speciale waterstofproductiecapaciteit in kg/dag. NANOARC levert en beheert de GENHYSIS™-technologie gedurende de gehele levenscyclus van de service.

De geproduceerde waterstof kan direct worden gebruikt binnen industriële processen en toepassingen of worden geleverd aan brandstofcellen voor energieopwekking ter plaatse, waardoor een gedistribueerde bron van waterstof ontstaat op het punt waar de vraag is.

De aanvullende servicepakketten van Haas omvatten:

• Beheer van de levenscyclus van katalysatoren

• geplande vervanging van de katalysator

• operationele monitoring

• preventief onderhoud

• productierapportage

• technische ondersteuning en voortdurende optimalisatie.

HET ENERGIEVOORDEEL

GENHYSIS™ genereert waterstof via een niet-elektrolytisch nanokatalytisch proces zonder externe elektrische stroomtoevoer. Dit levert een aanzienlijk energievoordeel op ten opzichte van conventionele lage-temperatuur-elektrolyse, waarvoor op systeemniveau ongeveer 55 kWh elektriciteit per kg waterstof nodig is.

Omdat GENHYSIS™ deze externe elektrische input niet nodig heeft voor de opwekking van waterstof, wordt de overeenkomstige behoefte aan elektrische energie vermeden in de fase van de waterstofopwekking.

• Bij 100 kg/dag komt dit overeen met ongeveer 5,5 MWh aan vermeden elektrische energie per dag.

• Bij 300 kg/dag wordt ~16,5 MWh per dag vermeden.

• Bij 1.000 kg/dag wordt ~55 MWh per dag vermeden.

Bij een continu bedrijf van 1.000 kg/dag komt dit overeen met ongeveer 20,1 GWh aan elektrische energie die jaarlijks wordt vermeden, gebaseerd op dezelfde elektrolysevergelijking van 55 kWh/kg.

Deze cijfers worden verstrekt als een energievergelijking met conventionele elektrolyse bij lage temperatuur. Ze vertegenwoordigen elektrische energie die anders nodig zou zijn voor het elektrolyseproces en vertegenwoordigen geen elektrische energie die wordt gegenereerd door GENHYSIS™.

WATERSTOF WAAR NODIG

GENHYSIS™ is ontworpen om water te gebruiken, inclusief zeewater waar nodig, waardoor waterstofproductie op of dichtbij het gebruikspunt mogelijk wordt.

De waterstof kan dan zijn:

• Direct gebruikt in industriële activiteiten

• Wordt geleverd aan brandstofcellen voor energieopwekking ter plaatse

• Geïntegreerd in gedistribueerde energiesystemen

• Geproduceerd in overeenstemming met de operationele vraag van de site

Hierdoor wordt de afhankelijkheid van getransporteerde waterstof verminderd en kan de waterstofproductiecapaciteit worden afgestemd op de industriële en energiebehoeften.

CAPACITEIT DIE SCHAAKT MET DE VRAAG

De productiecapaciteit is modulair en kan worden uitgebreid via extra GENHYSIS™-katalysatorinventaris en productiemodules. De capaciteit kan daarom worden afgestemd op de huidige behoeften en worden uitgebreid naarmate de vraag toeneemt. Indicatieve eisen kunnen variëren van 100 kg/dag tot 300 kg/dag, 1.000 kg/dag en meer, waarbij grotere eisen kunnen worden aangepakt door middel van modulaire implementatie.

DE UITDAGING VAN DE ENERGIE-DICHTHEID VAN WATERSTOF OVERWINNEN

Waterstof heeft de hoogste gravimetrische energiedichtheid van alle bekende stoffen (120–142 MJ/kg), waardoor het een aantrekkelijke energiedrager is. De volumetrische energiedichtheid (≈9 MJ/L) blijft echter aanzienlijk lager dan die van conventionele brandstoffen zoals benzine of diesel.

Deze discrepantie zorgt voor een ontwerpcompromis:

• In systemen met gewichtsbeperkingen (bijvoorbeeld in de lucht- en ruimtevaart) blinkt waterstof uit vanwege zijn hoge energie per kilogram.

• In systemen met volumebeperkingen (bijvoorbeeld in autotanks) presteren conventionele brandstoffen nog steeds beter dan waterstof wat betreft energie per liter.

Het aanpakken van deze volumebeperking is essentieel om waterstof tot een schaalbare en praktische energieoplossing te maken.

ONZE NANOSTRUCTUUR OPLOSSINGEN

De nanokatalysatoren op kwantumschaal (<20 nm) van NANOARC overwinnen deze opslagbeperkingen door een grotere waterstofabsorptie per volume-eenheid mogelijk te maken. Bepaalde nanomaterialen in ons portfolio kunnen tot 1000 keer hun eigen volume aan waterstof opslaan, waardoor de energie die per tank kan worden geleverd aanzienlijk toeneemt.

Door middel van nauwkeurig ontworpen poriënarchitecturen en kwantumopsluitingseffecten maken onze nanokatalysatoren het volgende mogelijk:

• Verbeterde fysische adsorptie- en chemische adsorptiemechanismen,

• Snelle kinetica voor waterstofopname en -afgifte, en

• Hoge omkeerbaarheid onder milde bedrijfsomstandigheden.

De hoeveelheid geadsorbeerde waterstof hangt nauw samen met het specifieke oppervlak van het substraat. Door dit te maximaliseren door middel van ontwerp op nanoschaal, bieden onze materialen een superieure opslagcapaciteit zonder dat het systeem groter of zwaarder wordt.

PRESTATIE VOORDELEN

• Hoge opslagcapaciteit, laag volume – Quantummaterialen bieden een aanzienlijk verbeterde waterstofadsorptie per volume-eenheid.

• Lichtgewicht en schaalbaar – Verminderde materiaalmassa met schaalbare synthese die geschikt is voor industriële toepassing.

• Verbeterde kinetica en efficiëntie – Overwin hysterese en trage kinetica die worden waargenomen in bulkmaterialen zoals palladium op niet-nanoschaal.

• Holle en poreuze nanostructuren – Maakt dubbele waterstofopslag mogelijk (intern en aan het oppervlak), waardoor de totale opname toeneemt.

• Thermische en chemische stabiliteit – Behoudt integriteit gedurende meerdere laad-ontlaadcycli.

INTEGRATIEMOGELIJKHEDEN

De nanokatalysatoren voor waterstofopslag van NANOARC zijn ontworpen voor directe integratie in:

• Brandstofcelsystemen, voor een beter gebruik van waterstof aan boord.

• Gasopslagtanks, voor een hogere volumetrische efficiëntie.

• Modules voor waterstofproductie en -afgifte, voor modulaire of stationaire energiesystemen.

Onze materialen kunnen worden aangepast aan specifieke prestatiedoelstellingen, waaronder adsorptiekinetiek, capaciteit en operationele temperatuurbereiken.

SAMENWERKEN MET NANOARC

Werk samen met NANOARC om uw waterstofopslagsystemen op nanoschaal te verbeteren. We werken samen met ontwikkelaars van energiesystemen, automobiel- en luchtvaartfabrikanten en materiaalwetenschappers om onze nanokatalysatoren te integreren in praktische toepassingen.

Onze consultancy- en technische diensten bieden:

• Ondersteuning bij materiaalkeuze en integratie

• Gezamenlijke ontwikkeling van prototypes en prestatietests

• Aangepaste synthese van nanomaterialen op maat van uw systeemvereisten

Samen kunnen we waterstoftechnologie verder ontwikkelen naar veiligere, efficiëntere opslagoplossingen met een hogere capaciteit, aangedreven door innovatie op het gebied van kwantummaterialen.

Onze nanokatalysatoren zijn ontworpen met een groot oppervlak en een aangepaste oppervlaktechemie om de veilige opname, dissociatie en afgifte van waterstof te bevorderen, en tegelijkertijd bescherming te bieden tegen corrosie en degradatie.

Waterstof zuiveren op moleculair niveau

Katalysatorvergiftiging door onzuiverheden zoals zwavel, arseen en koolmonoxide kan de efficiëntie van de waterstofproductie en -opslag ernstig beïnvloeden. Deze gifstoffen concurreren met waterstof om actieve plaatsen op katalysatoroppervlakken, waardoor essentiële reacties worden geblokkeerd. Zelfs sporen – minder dan 10 ppm CO – kunnen de prestaties in brandstofcellen en waterstofopslagsystemen belemmeren.

Om dit aan te pakken, fungeren onze gepatenteerde nanokatalysatoren als zeer selectieve sorptiemiddelen en verwijderen ze effectief verontreinigingen zoals CO, CO₂, H₂S, SOₓ, kwik, arseen, selenium en fosfor uit syngasstromen met hoge temperaturen.

Herbruikbaar. Betrouwbaar. Verantwoord.

Onze nanokatalysatoren zijn ontworpen voor recyclebaarheid en een langere levensduur, waardoor onze partners hun operationele kosten kunnen verlagen en de impact op het milieu kunnen minimaliseren. Elk product is geoptimaliseerd voor prestaties, selectiviteit en duurzaamheid, wat een betrouwbare werking in de gehele waterstofwaardeketen garandeert.

De toekomst van schone energie bouwen

Door de toepassing van geavanceerde nanotechnologie ondersteunen we industrieën wereldwijd bij de overgang naar schonere en efficiëntere waterstofsystemen. Of het nu gaat om brandstofcellen, waterstofopslag of grootschalige productie, onze missie is om van waterstof een echt duurzame energiedrager te maken.