7 okt. 2026
1 minuut
Een systeem van het Amerikaanse JTEC Energy zet restwarmte om in elektriciteit zonder turbine of andere roterende machine. De technologie gebruikt waterstof, metaalhydride-reactoren en elektrochemische stacks om warmte om te zetten in een elektrische output. Vooral de combinatie van deze technieken maakt het systeem opvallend.
Restwarmte is er in de industrie volop, maar de temperatuur ligt vaak te laag om er met conventionele technieken eenvoudig elektriciteit uit te produceren. JTEC Energy werkt aan een systeem dat juist voor dergelijke warmtebronnen is bedoeld. Volgens het bedrijf kan de technologie warmtebronnen vanaf ongeveer 100 °C benutten.
De werking wijkt af van de gebruikelijke route waarbij warmte eerst een werkmedium laat expanderen in een turbine. Bij JTEC speelt waterstof de centrale rol. De waterstof circuleert in een gesloten kringloop en wordt niet als brandstof verbruikt.
Warmte zet waterstof onder druk
Het hart van het systeem bestaat uit metaalhydride-reactoren. Door warmte toe te voeren verandert de toestand van het metaalhydride, waardoor waterstof wordt opgenomen of afgegeven. Daarmee ontstaat een manier om warmte om te zetten in drukverschillen in de waterstofkringloop.
Die drukverschillen worden vervolgens benut door elektrochemische stacks. Daarin wordt waterstof door membranen geleid en wordt elektrische energie opgewekt. De waterstof blijft daarbij onderdeel van de gesloten kringloop.
JTEC beschrijft zijn systeem als een viertrapsproces waarin het verwarmen en afkoelen van metaalhydriden wordt gecombineerd met elektrochemische compressie en expansie van waterstof. Een belangrijk gevolg daarvan is dat het systeem geen conventionele turbine, generatoras of andere roterende turbomachinerie nodig heeft.
Dat is technisch gezien een interessante architectuur. De omzetting van warmte naar elektriciteit vindt niet plaats via mechanische expansie van een werkmedium, maar via een combinatie van thermochemische en elektrochemische processen.
Vocht blijkt een kritische parameter
Bij de ontwikkeling van het systeem blijkt niet alleen de temperatuur van de waterstof van belang. Ook de hoeveelheid vocht moet zeer nauwkeurig worden gecontroleerd.
De elektrochemische stack heeft juist bevochtigde waterstof nodig. De metaalhydride-reactoren zijn daarentegen gevoelig voor overtollig vocht. JTEC geeft aan dat het systeem daarom meer dan 99,99 procent van het toegevoegde vocht moet verwijderen en opnieuw moet circuleren.
Daarmee ontstaat een ongebruikelijke meetuitdaging. De waterstof kan tijdens het proces zowel een hoge luchtvochtigheid als zeer lage dauwpunten hebben. Bovendien vinden de metingen plaats bij verschillende drukken en gasstromen en op plaatsen waar explosieve atmosferen kunnen voorkomen.
Juist bij die metingen liep JTEC tijdens de ontwikkeling tegen problemen aan. Volgens een door Vaisala gepubliceerde case study waren eerder gebruikte vocht- en dauwpuntsensoren onvoldoende robuust. Een verzadigde sensor zou een experiment dat normaal zes uur duurde, hebben verlengd tot drie dagen.
JTEC testte vervolgens dauwpuntmetingen van Vaisala. In het uiteindelijke systeem worden volgens de case study verschillende sensoren gebruikt, waaronder de HMP7, de explosieveilige DMP370 en de DMT143. De sensoren bewaken op verschillende punten de vochtcondities in de waterstofkringloop.
Geen turbine betekent niet automatisch een eenvoudig systeem
Het ontbreken van roterende machines is een van de opvallendste kenmerken van JTEC’s ontwerp. Daarmee verdwijnen bijvoorbeeld turbinebladen, lagers en een conventionele turbine-generatorcombinatie uit de energieketen.
De technische complexiteit verdwijnt echter niet. Die zit bij JTEC onder meer in de metaalhydride-reactoren, warmtewisselaars, waterstofcirculatie, elektrochemische stacks en de nauwkeurige beheersing van vocht en procescondities.
Daarmee verschuift de technische uitdaging van mechanische naar elektrochemische en thermische componenten. Hoe die combinatie zich op lange termijn gedraagt, is daarom minstens zo belangrijk als het ontbreken van een turbine.
Van demonstrator naar eerste praktijksysteem
JTEC meldt dat het inmiddels demonstratiesystemen heeft gebouwd en bezig is met opschaling. Het bedrijf bereidt volgens de case study een eerste productiesysteem voor dat in een praktijksituatie als pilot moet worden ingezet.
Het bedrijf positioneert de technologie voor uiteenlopende warmtebronnen, van relatief kleine warmtebronnen tot industriële restwarmte. Op de eigen website claimt JTEC bovendien een rendement van meer dan 70 procent van het Carnot-rendement.
Die laatste claim moet wel zorgvuldig worden geïnterpreteerd. Een percentage van het Carnot-rendement is niet hetzelfde als een elektrisch systeemrendement van 70 procent. Voor de praktische betekenis van de technologie zijn uiteindelijk metingen van het volledige systeem van belang, inclusief warmteoverdracht, waterstofcirculatie, hulpapparatuur en vermogensverliezen.
Daar ligt ook de volgende belangrijke stap voor JTEC: aantonen hoe de installatie zich onder realistische bedrijfsomstandigheden gedraagt. Daarbij zijn niet alleen het rendement en het geleverde elektrische vermogen van belang, maar ook levensduur, degradatie van de elektrochemische stacks en metaalhydriden, onderhoud en de prestaties bij wisselende warmtebelasting.
Vooralsnog is vooral de architectuur van het systeem bijzonder. JTEC probeert restwarmte via metaalhydriden en een gesloten waterstofkringloop rechtstreeks te koppelen aan elektrochemische elektriciteitsopwekking. Of die aanpak zich ook op industriële schaal als praktische oplossing bewijst, moet de komende praktijktests uitwijzen.
Het laatste nieuws
Uitgelichte vacatures
- Monteur Hightech Machinebouw (medior)
Bedrijf: Trymax - Kalibratie Engineer Elektriciteit
Bedrijf: VSL
