Industrieën produceren warmte tijdens het proces om een product te maken. Neem bijvoorbeeld de staalindustrie. Roodgloeiende platen staal komen uit het fabricageproces om af te koelen. Die hitte gaat normaliter de lucht in. Maar stel dat je die hitte kunt omzetten naar elektriciteit? Zou je hitte dan kunnen zien als een bron van energie? Als je verstand hebt van nano silicium, zoals bij RGS Development, dan weet je hoe dat moet.

De kracht van nano: energie uit hitte

Op het industrieterrein van Broek op Langedijk, helemaal achteraan in de hoek, bevindt zich een innovatie van wereldformaat. In een grote hal staat een enorm ingewikkelde machine. Dat ziet er ongeveer zo uit: een groot glanzend metalen vat, aan de buitenzijde lopen overal leidingen met codes. Aan de leidingen zitten een heleboel kraantjes en aansluitingen bevestigd. Het geheel wordt afgesloten door kunststof, alsof de machine in quarantaine is. Het doet een beetje denken aan een groot kloppend hart, met aders waar vloeistof van levensbelang in rondgepompt wordt. Een groep ingenieurs in witte pakken zit al discussiërend achter een tafel vol computers. Ze doen een test en kijken even afgeleid op, als Maarten den Heijer, directeur van RGS Development, ons rondleidt en ons een korte blik gunt in de hal. Van de ingenieurs zien we alleen hun ogen, de rest is bedekt. We kijken elkaar aan. Je voelt het aan alles: hier zijn we getuige van een echte vernieuwing, hier staat iets belangrijks te gebeuren.

RGS staat voor ‘Ribbon Growth on Substrate’, oftewel: kleine plaatjes - ribbons - van een halve millimeter dik silicium. Silicium is gewoon zand of klei. Het kan tegen hele hoge temperaturen en is een duurzame grondstof die veel gebruikt wordt, onder andere voor computerchips (vandaar Silicon Valley) en zonnepanelen.

Een halve milimeter dik

Bij RGS Development wordt gesmolten silicium in een extreem dunne laag op een bewegende plaat aangebracht en direct afgekoeld. De plaat is een paar honderd graden koeler dan het silicium. Het materiaal stolt en vormt een hard metaal. Omdat de plaat onder het vloeibare silicium doorglijdt, ontstaat een heel dun laagje. Je kunt het vergelijken met water dat valt op een bevroren weg: dan stolt het direct, of in situ zoals Maarten het zo mooi zegt, en zie je een flinterdun laagje ijs op de weg

 

Energie uit nanotechnologie is zo effectief, dat je met 1 vierkante meter silicium wel vier huizen kunt voorzien van elektriciteit!

 

Smelten en stollen op nano schaal

Hoe sneller het vloeibare metaal bevriest, hoe kleiner de structuur van het materiaal wordt. Voor het maken van thermo-elektrisch materiaal, dat warmte kan omzetten in elektriciteit, wordt het metaal zo snel gestold, dat er een materiaal op nano schaal ontstaat. Een miljardste van een meter. Dat is net iets groter dan atomen en eenvoudige moleculen, echt heel piepklein dus. Toepassing van nanotechnologie komen we als consument tegen in ogenschijnlijk eenvoudige dingen, zoals emulsie van kleine deeltjes in zonnebrandcrème: titaanoxidebolletjes die transparant zijn maar geen uv-licht doorlaten. Dan worden we wel bruin, maar verbranden we niet. Met silicium op nanoschaal kun je nog tal van bijzondere dingen doen, zo ook het omzetten van warmte naar elektriciteit. En bij RGS weten ze hoe dat moet.

RGS Development - Maarten den Heijer

Energie uit hitte in de praktijk

Nano-silicium maken om warmte om te zetten naar energie en op een economische manier, daar draait het om bij RGS. De gegoten plaatjes worden verwerkt tot een hittepaneel, dat er min of meer uitziet zoals een zonnepaneel. Dit jaar nog maken ze zo’n paneel van een vierkante meter die bestaat uit een raster met modules. In elke module zitten de plaatjes silicium bevestigd. Dit paneel komt te hangen bij Tata Steel in de productiehal, boven een van de walsmachines waar de roodgloeiende staalplaten uit komen om afgekoeld te worden. De hitte die van de staalplaat afkomt, is achthonderd tot duizend graden Celsius. Deze hitte wordt nu niet gebruikt. Maar met het paneel van RGS kan deze restwarmte worden opgevangen. De kleine siliciumplaatjes zetten de hitte direct om in elektriciteit. Je kunt meerdere panelen aan elkaar koppelen en meer hitte omzetten in elektriciteit. En de industrie die restwarmte produceert, kan een deel van die warmte hergebruiken in plaats van uitstoten. Het lijkt zo simpel. 

Een product dat echt gebruikt wordt

De machine van RGS doet eigenlijk niets anders dan smelten en stollen van silicium, maar dan heel slim, op grote snelheid en in grote volumes om het betaalbaar te kunnen produceren. Het proces van RGS Development is uniek in de wereld, en de machine in Broek op Langedijk is de enigste in haar soort. “Ik houd ervan om iets, dat in een lab ontwikkeld wordt, in productie te laten gaan en naar de markt te brengen, tot een product dat echt gebruikt wordt en op schaal wordt toegepast”, verteld Maarten. Zijn bijdrage leveren aan iets nieuws, is wat hij graag wil. Maarten begon zijn carrière bij Stork en werkte mee aan het ontwerpen en bouwen van installaties voor de industrie van voedingsmiddelen en farmacie. Bij Stork werkte hij vervolgens voor Aerospace en deed daar het accountmanagement voor Airbus, waaronder de ontwikkeling van de A380. Daar raakte Maarten geïnteresseerd in duurzame energie en werd hij overtuigd, dat er in de toekomst veel gaat gebeuren in duurzaamheid. 

Jaarlijks vijfentwintigduizend huishoudens voorzien van elektriciteit met duizend vierkante meter nano-siliciumplaatjes. Bij RGS weten ze hoe dat kan.

 

 

Restwarmte wordt energie

Opschalen is het sleutelwoord. Maarten: “Als wij duizend vierkante meter installeren, dan kun je jaarlijks vijfentwintigduizend huishoudens voorzien van elektriciteit. Dus als we Tata Steel vol hangen met de panelen van RGS, dan kunnen we een zelfs een middelgrote plaats jaarlijks voorzien van elektriciteit.” Ook bij andere industrieën die hitte produceren, zou je siliciumpanelen kunnen installeren. Industrie met restwarmte wordt een bron van energie. Dus is RGS op zoek naar plaatsen waar dit kan, zoals bij Tata Steel en in de glasindustrie. “Een enorm en ongebruikt potentieel,’ knikt Maarten. Ben je nu niet bang dat China kijkt naar wat je doet en het dan tien keer groter nadoet, vragen we hem? “Natuurlijk moet je dat in de gaten houden,” zegt Maarten, “maar deze techniek van RGS is niet zomaar na te bouwen. Ik zie het hier nog niet zo snel gebeuren, maar onderschat het niet.”

Start-up

RGS is in 2013 als start-up met de ontwikkeling van hittepanelen gestart. Sinds 2015 is het Participatiefonds Duurzame Economie Noord-Holland partner in RGS. In 2016 gaat de eerste pilot van start bij Tata Steel in IJmuiden. Volgens het Financieel Dagblad staat RGS in de top drie van innovatieve bedrijven, die verschil gaan maken op gebied van nieuwe materialen.

 

Meer weten

RGS Development – http://www.rgsdevelopment.nl/

Participatiefonds Duurzame Economie Noord-Holland – https://www.pdenh.nl/rgs-development/

 

< terug naar het overzicht



 
 


Gerelateerde verhalen