Test header

Nederlandse inzending Stockholm Junior Water Prize bekend

23 april 2018

Scholiere RSG Magister Alvinus uit Sneek wint Knappe Waterhoofden met Blue Battery onderzoek

Centaine Du Toy van Hees van RSG Magister Alvinus in Sneek heeft op vrijdag 20 april met haar Blue Battery onderzoek de Knappe Waterhoofden wedstrijd gewonnen en mag in augustus in Stockholm als Nederlandse inzending meedoen aan de Stockholm Junior Water Prize en de strijd aangaan met dertig andere landen. De Zweedse Kroonprinses zal de winnaar selecteren. Knappe Waterhoofden is een nationale wedstrijd voor HAVO- en VWO scholieren tussen de vijftien en negentien jaar die draait om het beste idee voor waterinnovatie. Tijdens de finale pitchte een geselecteerde groep scholieren hun profielwerkstuk aan een vakkundige jury.

Welk membraan is het meest geschikt voor de Blue Battery?

Centaine pitcht blue batteryDe 18-jarige Centaine uit 6 gymnasium hield een professionele pitch over de Blue Battery, die als duurzaam alternatief kan dienen voor nu nog vaak giftige en milieubelastende accu’s. Ze onderzocht welk zelfgemaakt bipolair membraan het meest geschikt is om in deze zuur-base-zoutbrandstofstack te gebruiken: een BPM zonder katalysator, een BPM met katalysator ex situ aangebracht of een BPM met katalysator in situ aangebracht. Haar conclusie: een zelfgemaakt BPM waarbij de katalysator ex situ is aangebracht, functioneert zowel op praktisch gebied als op gebied van prestatie het beste en is daarom het meest geschikt.

Gedreven, gedegen en maatschappelijk relevant

Een knappe prestatie vond de jury, bestaande uit Ad de Waal-Malefijt (plaatsvervangend directeur Dunea), Eric van der Zandt (Arcadis), Hans Middelkoop (Universiteit Utrecht) en Niels Bouman. Eric van der Zandt: “Er zat een duidelijke gedrevenheid in het verhaal van Centaine, haar rapport was zeer gedegen en ze beantwoordde de vragen op een prettige manier. Het idee verbindt op een mooie manier de wereld van water en energie. Alhoewel dit niet iets is dat van vandaag op morgen kan worden gerealiseerd, is de maatschappelijke relevantie, zeker voor de toekomst, erg hoog. Het onderzoek kan door dit profielwerkstuk weer een stap vooruit.”

Blij verraste winnares

Centaine ontvangt eerste prijsCentaine, die bij haar onderzoek werd begeleid door Michael Saakes van Wetsus, reageerde blij verrast na het winnen van de prijs. “Ik had het niet verwacht. Als je aan iets meedoet wil je natuurlijk winnen, maar er waren zeker ook andere goede ideeën. Echt zenuwachtig was ik gelukkig niet, want ik had op school ook al een presentatie gehouden en ik vind presenteren leuk. Ik hoop vooral dat er meer mensen onderzoek gaan doen zodat de Blue Battery verder ontwikkeld en daadwerkelijk in de praktijk toegepast gaat worden. Ik denk namelijk dat het erg gaat bijdragen aan de transitie naar duurzame energie.”

Op naar de Stockholm Junior Water Prize

Eind augustus gaat Centaine Nederland vertegenwoordigen bij de prestigieuze Stockholm Junior Water Prize, die wordt georganiseerd tijdens de World Water Week van 26 tot en met 31 augustus 2018 in Zweden. Een enorme eer en uitdaging om namens een van de ruim dertig landen een pitch te houden voor onder andere de Zweedse kroonprinses. “Ik vind het natuurlijk supercool dat ik naar Stockholm mag,” lichtte Centaine toe. “Ik denk dat er veel mooie ideeën te zien zullen zijn, veel nationaliteiten en veel diversiteit. Het niveau ligt daar erg hoog, maar ik ga mijn best doen om te winnen. Ik vind mijn onderwerp heel goed en met mijn DEMO kan ik tastbaar laten zien dat het echt werkt."

Over Knappe Waterhoofden

Knappe Waterhoofden is een initiatief van Platform WOW en Wetsus en wordt georganiseerd om jongeren al vroeg kennis te maken met de waterwereld. Dit levert vaak de mooiste ideeën op en leidt tot een instroom van veelbelovende scholieren in studies die relevant zijn voor waterbeheer. De finale van de 2018-editie vond plaats op de productielocatie van drinkwaterbedrijf Dunea in Scheveningen.

Ad de Waal Malefijt opent de finalePlaatsvervangend directeur Dunea Ad de Waal Malefijt was als gastheer en jurylid trots om de finale van deze bijzondere wedstrijd te mogen faciliteren. “Interesse van de jeugd voor waterinnovatie is van groot belang voor de toekomst van de waterbranche, een innovatieve industrie met grote vraag naar goed opgeleide professionals. Zo’n dag als deze geeft vertrouwen dat die mensen er zijn. De gedrevenheid van de deelnemers om met een idee te komen dat de wereld verder helpt, viel ons als jury echt op. De diversiteit aan ideeën was groot en de pitches waren vaak in het Engels.”

Samenvatting van Centaines profielwerkstuk

"In de afgelopen jaren speelt het produceren en opslaan van duurzame energie een steeds grotere rol. Bij het produceren heeft men al veel werkende alternatieven, maar het opslaan gebeurt nog steeds in giftige en milieubelastende accu’s. De zuur-base-zoutbrandstofstack kan als duurzaam alternatief dienen. De werking van de zuur-base-zoutbrandstofstack is gebaseerd op de eigenschappen van ion selectieve membranen in combinatie met zure, basische en zoute oplossingen, waardoor er water gesplitst en gevormd kan worden, zonder dat daarbij gas ontstaat.

Er zijn nog vele variabele factoren die onderzocht kunnen worden om de prestaties van de stack te verbeteren. In de cel zitten verschillende ion selectieve membranen, waaronder het bipolair membraan. Omdat een commercieel bipolair membraan (BPM) duur is (circa 200 €/m2), is het interessant om het membraan zelf te maken en onderzoeken. Dat is waar dit onderzoek zich op richt. Er zijn drie varianten: een bipolair membraan zonder katalysator, een bipolair membraan met katalysator in situ aangebracht en een membraan met katalysator ex situ aangebracht. De onderzoeksvraag voor dit onderzoek is:

Welk zelfgemaakt bipolair membraan is het meest geschikt om in de zuur-base-zoutbrandstofstack te gebruiken: een BPM zonder katalysator, een BPM met katalysator ex situ aangebracht of een BPM met katalysator in situ aangebracht?

Deze vraag is onderzocht door alle drie de varianten te maken, zoals beschreven staat in de thesis van dr. F.G Wilhelm uit 2001, en deze op hun eigenschappen en functionaliteit te onderzoeken. Hiervoor zijn metingen uitgevoerd bij verschillende ontlaadstromen, ontlaadspanningen, laadstromen en laadspanningen. De metingen aan deze zelfgemaakte membranen resulteerden, samengevat in het volgende, uitgaande van 1 M HCl, 1 M NaOH en 0,5 M NaCl: een bipolair membraan met een katalysator ex situ aangebracht heeft een hogere maximale vermogensdichtheid(1,70 W/m2) dan een bipolair membraan zonder katalysator (1,20 W/m2) en een bipolair membraan waarbij de katalysator in situ wordt ingebracht, vertoont in feite hetzelfde resultaat als een membraan zonder katalysator. Daarnaast moet voor het in situ aanbrengen van de katalysator een oplossing van FeCl3 worden rondgepompt, waarvoor een pomp is vereist. Het gebruik van een pomp is niet praktisch i.v.m. de bijbehorende kosten. Ook resulteert de combinatie van de katalysator en het zuur, in aantasting van de pakkingen van de cel, waardoor de katalysator in vervolgonderzoek, nader bekeken moet worden. Hieruit kan het volgende worden geconcludeerd:

Een zelfgemaakt BPM waarbij de katalysator ex situ is aangebracht, functioneert zowel op praktisch gebied als op gebied van prestatie het beste en is daarom het meest geschikt om in de zuur-base-zoutbrandstofstack te gebruiken."

Alle deelnemers en de jury Knappe Waterhoofden