Europa is volgens Kok voor de stroomvoorziening nog steeds afhankelijk van gasturbines, ondanks het belang van zonnepanelen en windmolens. ‘Gasturbines helpen als back-up bij piekmomenten en als het windstil is en de zon niet schijnt, dus elke morgen als iedereen opstaat en als we ’s avonds koken en onze auto’s en telefoons aan de lader leggen. Zonder elektriciteit valt de hele samenleving stil. Dat wil je voorkomen, dus nog steeds zijn gasturbines nodig. Maar die kunnen ook op waterstof draaien.’
Stikstofoxide en vlamkabaal
Voordeel van waterstof is volgens Kok dat je het makkelijker kunt opslaan dan bijvoorbeeld energie uit zonnepanelen. Maar het geeft wel een paar uitdagingen. ‘Bij aardgasverbrandingen krijg je CO2-uitstoot. Bij waterstofverbranding komt stikstofoxide vrij. Dat wil je beide niet.’ Hoe die uitstoot verminderd kan worden, dat onderzoekt het team onder de naam Advanced Clean Combustion for hydrogen-basEd Power Technology (ACCEPT), bestaande uit negen verschillende Europese universiteiten en instituten.
Een ander probleem is die van de zogenoemde thermo-akoestische instabiliteit. ‘Kortgezegd: een vlam maakt kabaal. In zo’n turbine is dat normaal gesproken ongeveer 120 decibel. Maar bij een verkeerd ontwerp kan er een instabiliteit ontstaan, waarbij het geluidsniveau snel stijgt tot wel 170 decibel. Ter vergelijking: een vliegtuigmotor komt tot 140 decibel. Dat zorgt voor geluidsgolven, dus trillingen, die de schoepen van de turbine aantasten. Zo’n schoep vervangen kost veel geld en tijd, waardoor het gebruik van waterstof weer een stuk minder interessant is.’
Daarnaast richt het onderzoek zich nog op onder meer vlamterugslag en optimalisatie van het ontwerp, zodat de brander in de gasturbinemotor beter op waterstof berekend is.
Internationale samenwerking
Kok en zijn team onderzoeken met hulp van numerieke simulaties hoe de verbranding stiller kan en hoe mengsels van waterstof en gas werken. Het internationale team bestaat uit onderzoekers van onder meer het Imperial College London, Edinburgh Napier University, Ansaldo Energia uit Zwitserland en het Karlsruhe Institute of Technology uit Duitsland. Het bedrag is toegekend vanuit de EU, onder het HORIZON 2.5-programma, dat zich richt op klimaat, energie en mobiliteit.
Kok en zijn team ontvingen in 2008 ook al ruim vier miljoen euro voor onderzoek naar vlamgeluid in gasturbines.
