Page 1

O3 Systems Energy B.V.

MIT Rapport

O3 Energy

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

1


O3 Systems Energy B.V.

Project MKB Innovatie Topsectoren (MIT) Haalbaarheid projecten 2018 Zaaknummer 2018- 005715 Datum 3-11- 2019 Auteurs Ir Lambert Paping Ir Eric Huls Ing Mathieu Wolfs

O3Systems heeft getracht hebt om deze nieuwe plasma en ozontechnologie ten bate van de energietransitie ‘n extra boost te moeten geven via de waterstofroute, in deze opzet geschreven hebben wij gekozen voor een rapport in ‘n “Jip & Janneke taal”. Op verzoek kan ’t ook geschreven worden voor specialisten, Naast de focus op energie toepassing bevat het rapport ook een uitwerking om via de energie van een laser water te reinigen O3 Systems denkt dat ’n succesvolle energietransitie minstens ook uitgelegd moet kunnen worden aan bijna iedereen.

Website

www.O3systems.nl

Bedrijfsinformatie folders

https://issuu.com/o3systems

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

2


O3 Systems Energy B.V. Inleiding Dit rapport van O3 Energy beschrijft de bereiding en toepassingen van een anorganische brandstof. Deze brandstof heeft als eigenschap dat deze niet vervaardigd is door de organische chemie en dus niet gemaakt is uit koolstofatomen en stikstof atomen. De brandstof kan ook veilig verplaatst en getransporteerd worden. Op 15 februari 1991 was de start datum naar een onderzoek om ozon veilig te transporteren. Dat onderzoek was mogelijk door Professor Harrie van den Kroonenberg van de Universiteit van Twente De toepassing als brandstof lang toen nog in het geheel niet in het verschiet . Het was toen de bedoeling dat vloeibare Ozon VEILIG gebruikt zou gaan worden zoals alle andere chemische stoffen en niet ter plaatse gemaakt hoefde te worden. De conclusie van ing. Mathieu Wolfs was toen eind 1991 dat een en ander misschien ooit wel mogelijk was (Ozon stabiliseren) maar dat dat iets is voor grote chemieconcerns en hun onderzoekbudgetten van vele miljoenen guldens Werner von Siemens echter zag in zijn uitvinding in 1857, van een instrument voor de elektrolyse van lucht, als eerste de mogelijkheid om energie in een gas op te slaan. DE BATTERIJ VAN SIEMENS Vanaf dat moment aan het begin van de elektrificatie van de wereld was er al een energiecrises Er was geen/ nauwelijks en gebrekkige infrastructuur voor het transport van Fossiele brandstoffen Zelf heeft hij ook proeven gedaan met een speciale koeler om ozon vloeibaar te maken maar is daar om veiligheid redenen toen mee gestopt ivm een explosie in zijn laboratorium Citaat uit Lebens Erinnerungen von Werner von Siemens Am Schlusse der eben besprochenen Arbeit habe ich den Figuur 1 Titel pagina rapport 1991 unter dem Namen der Siemensschen Ozonrohre bekannten Apparat beschrieben und die Theorie seiner Wirkung entwickelt. Es gelang mir durch denselben, auf elektrolytischem Wege Sauerstoff in Ozon umzuwandeln. Diesem Apparate steht noch eine große Zukunft bevor, da er es ermoglicht,Gase der Elektrolyse zu unterwerfen.

Siemens heeft het nooit gehad over de vele andere ozon toepassingen die toen al bekend waren! Het was toen 1857 ook al mogelijk om via de elektrolyse van water ;Waterstof en een mengsel van Zuurstof en Ozon te maken Bij die eerste waterelektrolyse proeven in 1801 rook men aan de anode een bijzondere geur ( Ozon betekend in het Grieks “ik ruik”) Friedrich Schoenbein ontdekte in 1840 dat dat Ozon was

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

3


O3 Systems Energy B.V. Brandstoffen zijn elektronen Zolang de aarde bestaat, maakt de mens gebruik van organische (fossiele) brandstoffen voor verwarming en transport. De energie die via natuurlijke processen van mineralisatie en accumulatie van bijvoorbeeld CO2 opgeslagen is in deze organische stoffen wordt ontsloten met hulp van zuurstof of microflora. Een voorbeeld van microflora is vergisting waarbij ook warmte wordt afgegeven omdat deze biologische reactie exotherm is. Voor organische stoffen wordt de opgeslagen energie primair ontsloten met zuurstof. Volgens de formule; Organische stof + zuurstof

Kooldioxide + Water

Dit MIT-rapport beschrijft het VEILIG-gebruik van een anorganische stof (zuurstof) als basis voor een nieuwe brandstof. Deze heeft de eigenschap dat bij verbranding geen koolstofdioxide vrijkomt. De energie die nodig is voor de verbranding is ook opgeslagen in de brandstof zelf en komt overeen met een hoeveelheid van 1 kilogram van deze brandstof om 7 kilogram water te verwarmen van 0-100°C. Als dit met een vlam gebeurt een geconcentreerde exothermische reactie - zal hierbij geen koolstofdioxide-emissie plaatsvinden. Deze brandstof heeft de eigenschap dat bij de verbranding geen kooldioxide (CO2) vrijkomt. Op pagina F 67 Handboek Chemistry en Physics; 62e editie 1981-1982 staan de fysische constanten van ozon en zuurstof: Ozon maken kost CP = 34,4 (33.92 G. Streng) Kilojoule per mol (1 mol ozon weegt 47,9982 gram). Bij de ontleding van ozon naar zuurstof komt deze energie weer vrij!

Men beschikt dan over 2860 kilo joule per 1 kilogram ozon. Dat is gelijk aan 793 watt/uur of 3 megajoule per kilogram. Waterstof is ca 12 megajoule per kilo Ozon productie via waterelectrolyse is na 1950 vrijwel vergeten maar wel als academisch onderzoeken in diverse variaties voortgezet. Door de toenemende urbanisatie, en stijgende welvaart is men vanaf april 1968 – Club van Rome- tot het inzicht gekomen dat er grenzen zijn aan het overdadig gebruik van fossiele brandstoffen. Op allerlei manieren tracht men nu nog steeds de fossiele kringloop te gebruiken om dit effect te minimaliseren. Zelfs wanneer men in staat zou zijn om op allerlei manieren de ORGANISCHE fossiele kringloop te sluiten biedt dit geen oplossing voor de emissie van CO2. De koolstof en stikstofcyclus kennen namelijk een traagheid van vele weken ,tientallen jaren of vele eeuwen. Bijvoorbeeld kan men dit zien aan het gebruik van het CO2 dat door planten en bomen wordt opgenomen en MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

4


O3 Systems Energy B.V.

gebonden. Pas na een periode van maanden of jaren is men instaat om de opgeslagen energie in deze organische brandstoffen te oogsten bijvoorbeeld in de vorm van hout/planten en -gefermenteerdebiomassa weer te gebruiken in de fossiele keten als brandstof.

CO2 hergebruik, end of pipeline techniek. Op dit moment bevat de dampkring van de aarde maximaal 403,8 PPM koolstofdioxide (CO2) per één kubieke meter omgevingslucht op zeeniveau. De CO2 bevattende omgevingslucht ziet men, tegenwoordig ook als grondstof om weer om te zetten naar een component (een chemische building block) die later eventueel nog verder kan worden opgewerkt m.b.v. polymerisatie of biologische processen tot bijvoorbeeld een bekende alcohol of olie component. Deze processen hebben slechts zin als de energie voor hun bereiding afkomstig is van hernieuwbare oorsprong (wind of zon) die op dat moment niet gebruikt kan worden. Wanneer men dit doet met een (groene) en/of fossiele brandstof afkomstig uit de keten zal dit tot gevolg hebben dat per saldo de CO2-emissie verder zal gaan toenemen. Veroorzaakt door onder andere de traagheid van ontstaan van fossiele bronnen en snelle groei van de welvaart. Verstoring van het natuurlijke -trage- evenwicht. Deze fossiele technologie is end of pipeline techniek. Het inventieve van O3 Energy is dat hij afkomstig is uit de anorganische chemie. Het is bijvoorbeeld ook niet efficiënt de lage hoeveelheid CO2 in de omgevingslucht als grondstof te gebruiken, men moet zeer grote hoeveelheden gas transporteren door een installatie en gebruiken om voldoende 'grondstof te hebben. Shell (Hans Geerlings) heeft deze casus subliem verder uit gewerkt en rapporteert als volgt Hij was nog niet op de hoogte voor de toepassingen met zuurstof uit de omgeving lucht.

Op industriële schaal brandstof produceren uit lucht!! Hans Geerlings Shell Een succesvolle transitie naar ons mondiale energiesysteem vergt veranderingen van onze maatschappij en industrie. Eén daarvan is de productie van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. Deze elektriciteit is nodig voor de geëlektrificeerde infrastructuur van de toekomst. Groene elektriciteit gaat ook essentieel zijn voor ‘Power-to-X’-technologieën, waarin atmosferische moleculen zoals H2O, CO2 en N2 worden omgezet naar energiedragers met hoge energiedichtheid, zogenaamde ‘dense energy carriers (DEC)’. Voorbeelden van DEC’s zijn waterstof, ammonia en koolwaterstoffen. Die kunnen we inzetten als groene chemicaliën en brandstoffen. In de praktijk zal de keuze voor een specifiek product X

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

5


O3 Systems Energy B.V. afhangen van variabelen als productiekosten, opslagmogelijkheden en uiteindelijke toepassing. In sommige toepassingen kan de keuze waterstof zijn. In andere toepassingen zijn koolwaterstoffen te prefereren vanwege hun superieure volumetrische energiedichtheid. Daarom is het van groot belang om het onderzoek niet te concentreren op één enkel product, maar de grootschalige industriële synthese van een breedspectrum aan DEC’s te onderzoeken

De commissie voor Elektrochemische Conversie en Materialen vroeg Hans Geerlings om tijdens deze sessie de discussie over de productie van groene methanol uit water en CO2 op relevante industriële schaal te leiden. Beginnend bij elektriciteitsproductie via fotovoltaïsch, CO2-opvang uit lucht en elektrolyse geeft hij een analyse voor de juiste schaalgrootte van alle subprocessen. Het resultaat wordt samengevat in onderstaande infograpic.

Het volledige rapport kunt u lezen via deze link https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30353-8

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

6


O3 Systems Energy B.V. Energie verslaving De laatste 45 jaar heeft de toepassing van windmolens en zonnepanelen een grote vlucht genomen om te voorzien in de acute actuele energievoorziening en energiebehoefte. Op sommige plaatsen in de wereld Duitsland- is er door grootschalige toepassing van hernieuwbare energie op bepaalde momenten nu zoveel hernieuwbare energie beschikbaar is, dat men naar een mogelijkheid zoekt om deze overtollige energie tijdelijk op te slaan. Hiervoor maakt men nu nog steeds gebruik maakt van het principe van de zuil van Volta.

Deze batterij is tegenwoordig geĂŤvalueerd in de vorm van een lithium ion batterij. Met dit type zware droge en vaste batterijen is men in staat om een energiedichtheid per kilogram te bereiken die volgens de wetten van de scheikunde en de natuurkunde niet verder kan komen dan circa 5% van de energiedichtheid die opgeslagen is in een kilogram benzine of dieselolie, die als internationale referentie standaard dient.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

7


O3 Systems Energy B.V.

Vanuit de scheikunde en de natuurkunde is het bekend dat men meer energie kan opslaan in een gas, vloeistof of een vaste stof. In de vorm van moleculen dus in plaats van atomen zoals die in een batterij tijdelijk zijn opgeslagen. Het is niet logisch en zelfs onwenselijk om hiervoor fossiele bronnen te gebruiken omdat dit het CO2 probleem erger maakt. Wil men de milieuproblemen die veroorzaakt worden door CO2-emissie, verkleinen dan kan men alleen maar op bepaalde momenten gebruik maken van de overtollige energie die afkomstig is van windmolens een zonnepanelen. Het omzetten van deze energie conversie in moleculen wordt tegenwoordig aangeduid met de term zonnebrandstof (Solar Fuel). Vanuit de thermodynamica is het al bekend dat deze zonnebrandstoffen veel meer opgeslagen energie kunnen bevatten dan die in een kilogram van deze gas, vloeibare- of vaste stoffen is opgeslagen. Wanneer men deze technologie evalueert komt men tot de conclusie dat het met deze technologie mogelijk is om de energiedichtheid die opgeslagen is in deze stoffen te verhogen tot circa 20% (Plus of min 10%) ten opzichte van de referentie brandstof van een kilogram benzine/dieselolie

Figuur 2 Duurzaam energie verbruik wereld bovenste oppervlak

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

8


O3 Systems Energy B.V.

Figuur 3. 139 Kilo ozon kan 1000 liter water 100 graden opwarmen

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

9


O3 Systems Energy B.V.

De volgende pagina behandelt de toekomst en impact van deze O3 technologie.

Figuur 4 Opslag verlaagt een aantal windmolens en Zonne parken met 30 %

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

10


O3 Systems Energy B.V.

Business Case’s Waterstof en Ozon Business Case 1

Waardevermeerdering en! Energiereductie “groene” waterstofproductie met Ozon.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

11


O3 Systems Energy B.V. 15 kg H2 uur 326 WWTP s Waterstof

Zuurstof

Beluchting met O2 Proteinen Manufacturing

Desinfectie LO3 Enegie opslaan LO3

Energie opslaan LH2 Transport Electra

Verwijderen Xeno verb Hormonen medicijnen etc

To > 100 Ozone Consumer Markets

Mengen met CH4

Transport 500.000 cars op H2

Stikstof binden Kunstmest ! LN2 + LO3 → NOx

Buildingblock Chem Industry

H2 Plus proces Sequentieel productie van waterstof en ozon in bestande water-Electrolyser

Indien de zuurstof die vrijkomt bij de productie van waterstof d.m.v. waterelectrolyse, gebruikt wordt en omgezet naar ozon, levert dit (Thermodynamisch) een besparing op en reductie in de waterstofprijs van ongeveer 20%. Tevens kan deze ozon direct inzetbaar zijn in de reeds aanwezige huidige toepassingen (Rioolwaterzuiveringen, papierfabrieken etc.) en toekomstige toepassingen in de industrie. Hiermee kunnen “nieuwe” of verbeterede oxidatieve processen worden gedaan en gestimuleerd. Dit zal een verdere bijdrage leveren aan de energie en CO2-reductie van Nederland. Tevens zal op deze manier een nieuw handelsproduct en technische kennis economisch voordeel opleveren en bijdragen aan de reductie van het globale CO2 probleem. Door de kostenreductie van onder andere de “groene” waterstof, zal de waterstof economie een grote sprong voorwaarts kunnen maken.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

12


O3 Systems Energy B.V.

H2 Plus extra proces Simultaan productie van waterstof en ozon in één water-Electrolyser Door simultaan waterstof en ozon te produceren in één water-Electrolyser, kan de waterstofprijs met ongeveer 25% gereduceerd worden, doordat de totale energiebehoefte t.a.v. de productie van waterstof en ozon naar beneden gaat. Hierdoor komen er aan beide polen (kation en anion) handelsproducten beschikbaar, met een handelswaarde van beide rond de 8-10 euro/kilogram. Hiervoor moet de bestaande Electrolyser worden aangepast of zal er een nieuwe elektrolyse concept ontstaan. Uit de literatuur en laboratoriumtesten van O3 systems blijkt dat het kan en op labschaal met een aanzienlijke reductie van de overall energievraag/ behoefte. Op deze manier wordt zowel de waterstof als de zuurstof economie gestimuleerd, beide zijn circulair en hebben hernieuwbare bronnen en milieuvriendelijke en ongevaarlijke eindproducten.

Transport & toepassingen LOx (LO2 en LO3) Door zuurstof (tijdelijk) om te zetten in ozon, kan er 50% meer zuurstof opgeslagen worden in een M3. Tevens zijn de opslagomstandigheden veel geschikter en veiliger dan de huidige “zuurstof” opslagcondities (min 186 °C). Om ozon “veilig te kunnen transporteren in vloeibare vorm (LO3), zijn de volgende omstandigheden nodig. 30 bar en min 30 °C. Tevens heeft deze ozonvloeistof zijn “verdampingsenergie/ warmte” al ingesloten en zou het mogelijk zijn om de ozon, bij behoefte, in te zetten bij meer dan 100 soorten!!! bestaande ozon consumenten bijvoorbeeld als– gecombineerd- reiniging en ontsmettingsmiddel met enkel zuurstof als eindproduct en geen schadelijke bijproducten. Het is mogelijk de ozonvloeistof (LO3) zowel ozon/zuurstof als warmtebron te gebruiken. Dit alles draagt bij aan de reductie van transport, lucht, water en bodememissies. Levert nieuwe veiliger, goedkopere processen en werkwijzen op en zelfs vermindering van gezondheidsrisico’s (reductie van Xenobiologische en gehalogeneerde agressieve reactie- bij- producten en verlaging of eliminatie van emissie van conventionele schoonmaak werkwijzen, middelen en systemen)

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

13


O3 Systems Energy B.V.

Business Case’s Waterstof en Ozon Business Case 2 Het Nederlandse platte zuurstof-energie stuwmeer voor afvalwater. En als ideale elektrische schokbreker voor 1 GW vermogen. Wij praten in deze business case over Elektrische energie en vermogen! Hierbij gaan wij uit van de volgende gegevens. Nederland bevat 326 afvalwaterzuiveringen, (300 voor ons rekenmodel). Waarvan ongeveer twee derde deel voornamelijk op enkele tientallen kilometers van de zeekust gesitueerd is! Dit gegeven biedt de volgende unieke (polder) mogelijkheid.

VERMOGEN Om circa 1 GW aan het elektrisch vermogen Joule/sec in en uit te schakelen. Het proces van de afvalwaterzuivering heeft hier nauwelijks last van vanwege het gegeven dat de microflora makkelijk enkele seconden, minuten ja zelfs tot een kwartier of nog meer zonder zuurstof kan in de afvalwaterzuivering. Deze unieke trage systemen fungeren zoals het ware als de af/op ritten van de nationale/internationale elektrische snelweg. Door dit gegeven en op deze wijze deze processen te combineren beschikt men over circa 300 “punaise punten” om 1 GW elektrisch te bufferen Elke locatie is goed voor 1 GW / 300 = 3 MW. De dure elektrische snelweg hoeft niet te worden doorgetrokken tot de Alpen of Noorwegen. Maar hoeft maar enkele 10-tallen kilometers te worden doorgetrokken met aangepaste op en afritten.

Energie Het tweede aantrekkelijke, Is de energielevering en opslag die mogelijk is bij deze 300 locaties omdat wij in staat zijn om 24/7 de energie in modulaire 40 ft gascontainers te bufferen of terug te leveren via energie die opgeslagen is in GASSEN. Dat is het idee van Werner von Siemens als GAS-moleculen waterstof, zuurstof en ozon Dit kan in KUNSTSTOF-tanks type 4 CNG Tanks tot 200 bar In die 40 Ft containers kan men ook veiliger en bedrijfs zekerder circa acht keer kleinere opslag maken o.b.v. een volume t.o.v. de conventionele batterij.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

14


O3 Systems Energy B.V.

Het 3 moleculen opslagsysteem (de batterij van Siemens) is veel veiliger en robuuster en bedrijf zekerder dan gewone batterijen. Door de -logische- koppeling met afvalwater kan met een bestaande! Infrastructuur eenvoudig en goedkoper en modulair 1 GW aan energie en vermogen worden opgevangen, geadsorbeerd, of weer worden terug geleverd. Er is geen vergelijkbare sector waar dit zo snel toegepast kan worden en uit de start blokken kan. Als kers op deze taart bespaart de sector zelf nog eens 50 % energie! De afvalwatersector consumeert ca 0,8 % van de totale energieconsumptie in NL. De handel in vloeibare ozon bedraagt ca 1,9 miljard per jaar.

Business Case’s Waterstof en Ozon Business Case 3 Twente als Energy Valley via de Euregio kabel Bij de opslag van waterstof verliest men weer ca 25 tot 40 % van de energie. Opslag van waterstof lijkt ook mogelijk in de vele (Twentse) zoutcavernes onder een matige druk gecombineerd met simultaan LO3 productie Twente wordt al ingesloten door de vele Duitse windparken ook heeft men al veel meer zonnepanelen. Het is logischer en goedkoper dan een zeekabel en windmolenparken op zee of om een landkabel aan te leggen vanuit Duitsland .

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

15


O3 Systems Energy B.V.

Stand van zaken waterstofproductie 2017 Anno 2017 maakt men waterstofgas H2 volgens producent NEL electrolyser die deze specificaties en energieverbruiken A range electrolyser. Andere belangrijke leveranciers zijn Siemens ( Duitsland ) en Hydrogenics ( BelgiĂŤ )

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

16


O3 Systems Energy B.V.

Nel electrolyser levert ook compacte waterstof productie units C Rance

Men gebruikt een ander elektrolyt 25% KOH bij 80 gr oC

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

17


O3 Systems Energy B.V. Deskresearch naar de concurrentie. De directe concurrentie voor het idee om uitsluitend zuurstof te gebruiken als brandstof is zo nieuw dat er op dit vlak nog geen concurrentie is. Daarom is de concurrentieanalyse gemaakt aan de hand van wat men door de eeuwen heen gewend is. Deze concurrentieanalyse is door ir Lambert Paping en Eric Huls MSc en ing. Mathieu Wolfs vervaardigd en geeft in tabellen en vergelijking, de voordelen en de nadelen op basis van hun thermodynamische eigenschappen. In dit kader moet worden opgemerkt dat Lambert Paping decennialang het hoofd was van alle water en energievraagstukken binnen het chemieconcern van DOW. Wanneer deze plannen had om een nieuwe fabriek te bouwen was hij eindverantwoordelijk voor de soort en de keuze van de water en energie installaties. Nadat deze installaties gerealiseerd waren en in bedrijf genomen bleef hij verantwoordelijk voor de prestaties. Om een voorbeeld te geven: tijdens een warme zomer komt het voor dat er een tekort was aan koelcapaciteit, waardoor de productiecapaciteit onderuitging. Hij moest zich dan verantwoorden hoe dat mogelijk was (van welke engineering parameters men was minimaal uitgegaan) en veel belangrijker welke oplossing er mogelijk is om dit-tijdelijke-probleem op te lossen. Vanwege de leesbaarheid van dit rapport staan de tabellen in de bijlagen

literatuur onderzoek technologische ontwikkelingen. Het literatuuronderzoek vanaf 1991 van deze technologische ontwikkelingen is nog te omvangrijk en te gefragmenteerd opgeslagen in onze systemen. O3 systems maakt gebruik van reverence manager . GeĂŻnteresseerden worden op verzoek verwezen naar de diverse bronnen. Men kan contact opnemen met de R & D manager Mathieu Wolfs O3 Systems Technology die dan een set van die relevante publicaties zal toesturen Het papieren dossier sinds 1991 is opgeslagen in 10 dossier laden en meer dan 15 meter boeken planken en diverse harde schijven

Uitvoering economisch haalbaarheidsonderzoek. In tabelvorm (zie bijlagen) zijn ook analyses gemaakt van de operationele kosten OPEX en de kapitaal kosten CAPEX van de diverse systemen en brandstoffen. Voor ozon moet men wennen aan het feit dat deze ten opzichte van voor fossiele brandstoffen een relatief lage energiedichtheid heeft. Het verschil bijvoorbeeld met benzine is een factor 12 tot 13.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

18


O3 Systems Energy B.V.

De analyse van de operationele en kapitaalkosten heeft GEEN rekening gehouden met geconsolideerde

processen. Er is bijvoorbeeld niet gekeken hoeveel energie het kost om een boorinstallatie te bouwen, aan te leggen en in bedrijf te nemen, vervolgens die hoeveelheid energie bijvoorbeeld de olie op te pompen en om die via leidingnetten die men toen nog moest aanleggen de transporteren naar een haven of op een andere manier te verplaatsen naar de uiteindelijke eindgebruikers. Ook is er niet gekeken in deze analyse naar eventuele aanpassingen zoals raffinageprocessen om het product uiteindelijk op specificatie bij de klant af te leveren. Wij kijken naar het eind product en de markt prijs en de fluctuatie

Voorbeeld Fabriek van Gasunie in Zuidbroek In dat kader kan een volgend voorbeeld gegeven worden. Op dit moment bouwt de Nederlandse Gasunie op de locatie Zuidbroek een zeer grote installatie waarmee het mogelijk is om stikstofgas te mengen met het hoge calorische gas dat afkomstig is uit Rusland. Het is veel economischer om wanneer dit hoge calorische gas Nederland binnenkomt te verdelen over de diverse raffinaderijen die uit het gas de diverse zware calorische fracties verwijderen. Deze organische producten kunnen weer elders gebruikt of verhandeld worden. De uiteindelijke correctie om op de wobbe specificatie van het Nederlandse aardgas uit te komen kan gebeuren door het toevoegen van een vloeistof METHANAL. Hiervoor is slechts een opslag nodig in de vorm van een tank en een doseerinstallatie. De stikstoffabriek in Zuidbroek verbruikt per jaar even veel elektriciteit als de provincies Groningen, Friesland en Drenthe samen. Door dit extra energie verbruik neemt de druk op het milieu nog meer toe! De hoeveelheid zuurstof die bij de splitsing geen functie heeft is commercieel ook interessant

Markt onderzoek. In dit rapport opgenomen

Concurrentie analyse. In dit rapport opgenomen

Octrooi onderzoek. Voor het octrooi onderzoek is uiteindelijk ook gebruikgemaakt van een octrooigemachtigde Arnold en Siedsma, deze heeft op basis van een aantal uitgebreide gesprekken een set gemaakt van vragen en die gebruikt om de diverse wetenschappelijke en octrooi databases te doorzoeken. Dit octrooionderzoek NIEUWHEIDSONDERZOEK heeft geen nieuwe inzichten opgeleverd.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

19


O3 Systems Energy B.V.

Alles wat vanaf 1991 verzameld was, was ons al bekend. De octrooigemachtigde zelf/of het octrooibureau beschikt nog niet over de voldoende inzicht en context met betrekking tot de zuurstoftechnologie. Totale nieuwheid! Eindconclusie van de octrooigemachtigde is dat wij feitelijk niks nieuws doen maar de technologie gebruiken in de nieuwe context. Uit een uitgebreide analyse van O3 Systems zelf blijkt dat er volgens het onderstaand schema wel 16 hoofdstukken mogelijk zijn waarbij processen worden verbeterd enzovoort. Met deze 16 hoofdstukken kan men ook weer sub indelingen / paragrafen maken. Het aanvragen van een octrooi kost gemiddeld € 15.000. Daarna komen de kosten voor het in stand houden die vooral ook gaan oplopen wanneer een zeer goed strategisch octrooi op instrumentele wijze wordt aangevochten door collega’s. Professionele octrooigemachtigden kosten ca € 450 per uur Dit geen verstandige manier om voor een jong startend bedrijf te investeren. Daarom is en wordt er vooralsnog ook gebruik gemaakt van trade secrets, dingen die ons gaandeweg zijn opgevallen en worden aangepast om een verbetering van een bestaande processen te realiseren.

Een andere manier waarvan wel uitgebreid gebruik wordt gemaakt zijn de zaken die van toepassing zijn uit het auteursrecht, en het model bescherming ’s recht. Om die reden is strategisch gekozen om alle installaties te verpakken in een speciale driehoekige kast. Zo kan men al aan de buitenkant zien dat dit uitsluitend een installatie kan zijn geweest van O3 Systems.

Uitvoering experimentele ontwikkelingen. Daar de opstart van O3 Systems in maart 2018 zijn de experimentele ontwikkelingen gestart. Hiervoor is gebruik gemaakt van diverse faciliteiten: De laboratoriumfaciliteiten in Almelo, het mobiele laboratorium, aan de Edisonstraat 3 in Almelo met het mobiele magazijn. Ook is gebruik gemaakt van het kantoor in een appartement aan de Karelia 126 in Almelo. Daarna is er gedurende een periode van zes maanden een samenwerking gestart met de universiteit van Enschede met de vakgroep van prof. Leon Lefferts. Zijn vakgroep gebruikt ook plasma en katalysatoren om zo uit de “lego blokjes” C, N2, O2, H2 van de natuur goedkoper – nieuwe- ORGANISCHE verbindingen te maken O3 systems. Er is in het Lab van de UT gestart met proeven voor de waterelektrolyse. Hierbij is ook nog gebruik gemaakt van het vakmanschap van een meester goudsmit voor het vervaardigen van de speciale anoden. Ook is in het begin gebruik gemaakt van een elektrische installatie die hij gebruikt in zijn atelier.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

20


O3 Systems Energy B.V.

Er is inmiddels een Kennis voucher van 7 K beschikbaar van het NANOLAB (UT Enschede) om t.z.t de anoden te miniaturiseren

Er is begonnen met laboratorium proeven. Hierbij is aangetoond dat het al snel mogelijk was om ozon te genereren. De ozon is aangetoond met de traditionele methode van een indicatorpapier die bevochtigd is met een gebufferde kaliumjodide oplossing. Dit reagens reageert selectief op ozon en verkleurd van helder naar geel tot bruin en zwart. Ook is gebruik gemaakt van een ozonmeter die in staat is om minder dan 50 µg ozon per kubieke meter ozon in de omgevingslucht nauwkeurig te detecteren. Deze ozonmeter bereikte snel zijn maximum. > 10 PPM = 21400 milligram ozon per 1 M3 omgeving lucht = 21,4 gram ca 2 gew % ozon dat is gelijk aan de sterkte van ozon door bijvoorbeeld via corona ozonproductie uit droge lucht. Het record via water elektrolyse is 28 gew % dat rond 1928 al was gevestigd. Boven 12 gew % is een gas mengsel van ozon in zuurstof brandbaar. Ook werd het snel nodig om het elektrolyt te koelen. Hiervoor is in het begin gebruik gemaakt van een kleine ijsmachine. Deze werd vooraf aan de proeven gedurende enige tijd bewaard in de vrieskist, net zoals het elektrolyt dat in de koelkast werd opgeslagen om dan vervolgens gebruikt te worden voor de ozonproductie runs.

Na deze serie proeven is er de beschikking gekregen over het toestel van Hofmann. Met dit conventionele instrument kan nauwkeuriger de verhouding in productie tussen het geproduceerde gas van de kathode (waterstof) en het geproduceerde gas aan de anode (Een mengsel van zuurstof in ozon) worden gemeten. Bij conventionele elektrolyse processen is deze verhouding één staat tot twee. Er wordt twee keer meer waterstof als volume geproduceerd dan zuurstof. Wanneer men simultaan zuurstof en ozon maakt is deze verhouding kleiner. Hieruit kan men al direct de sterkte van de ozon berekenen. Ook het toestel van Hoffmann had het probleem dat het te snel opwarmde gedurende de proeven. Het volgende probleem was dat de eerste voeding niet voldoende was. Er was een grotere capaciteit nodig. Wanneer men deze voedingen in de markt wil aanschaffen betaalt men ongeveer om te beginnen € 20.000. Omdat hiervoor geen budget was en ing. Mathieu Wolfs ook een afgeronde elektrotechnische opleiding gevolgd heeft is besloten zelf een voeding te bouwen/samen te stellen. Hiervoor is gebruik gemaakt van enkele onderdelen en componenten die afkomstig zijn van grote ozoninstallatie ’s. Het is zaak om een zo gelijk mogelijke gelijkspanning te krijgen (zonder rimpels!) Over een breed capaciteit gebied. De zelfgebouwde voeding heeft een capaciteit van maximaal 270 A (ampère) Om meer koeling te realiseren is begin juni een nieuwe waterelektrolyse toestel van Hoffmann vervaardigd door een glas instrumentmaker

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

21


O3 Systems Energy B.V. Deze installatie is pasgeleden in gebruik genomen maar heeft nog een verborgen kinderziekte, waardoor het om ĂŠĂŠn of andere reden het nog niet mogelijk is om meer vermogen toe te voegen. Waarschijnlijk wordt dit

veroorzaakt doordat bij het ontwerp rekening is gehouden met een vloeistof kabel van 4 mm en een goed geleidend elektrolyt. Om het probleem van het ontwerp te meten is pasgeleden een oscilloscoop aangeschaft die ook gebruikt gaat worden om bij de verschillende belastingen de kwaliteit van de gelijkstroom te monitoren. Het is mogelijk dat er harmonische interferenties zijn waardoor een normale voltmeter iets aangeeft dat in werkelijkheid niet aanwezig is

Experimentele testopstelling van een (VUV lamp). In 2012 is door ing. Mathieu Wolfs een speciaal instrument: Liebig koeler vervaardigd dat gebruikt is voor testen in een laboratorium in Groningen om biogas te reinigen. Het probleem bij de bereiding van biogas is dat er bij de vergisting een vervelende stof (limoneen) ontstaat die ervoor zorgt dat voordat men biogas gebruikt deze verwijderd moet worden omdat het rubber aantast. De gedachte toen was dat door de aanwezigheid van zuurstof in biogas het mogelijk is om fotochemisch, de zuurstof om te zetten in ozon. Die ozon reageert dan selectief met de limoneen. Dit was inderdaad het geval, maar omdat het principe zo succesvol was ontstonden er bij producten die neersloegen op het fotochemische oppervlak ,waardoor het principe zichzelf de nek omdraaide. Deze proeven zijn om budget redenen niet afgemaakt. Film van de VUV reactor in werking op youtube Via deze link

In de periode 2008 met voor 2012 is er intensief contact geweest met twee lampen producenten die in staat zijn om de VUV laser te leveren. Deze technologie wordt nu nog voornamelijk gebruikt om flatscreens te produceren en andere niches in drukkerijen enzovoorts. In het laboratorium op de universiteit van Enschede is voornamelijk gekeken naar de ozonproductie van deze nieuwe bron onder diverse procesvariabelen zoals druk, temperatuur en gasdebiet die met een efficiency van 40% ozon maakt. Bij corona is die conversie tussen de 10 tot 20 %. Gebleken is dat de VUVlamp onder verschillende omstandigheden qua druk en temperatuur in staat is om ozon te maken van een industriĂŤle kwaliteit. Dat wil zeggen dat de sterkte aan ozon meer is dan 20 g ozon in een kubieke meter zuurstofgas.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

22


O3 Systems Energy B.V. In de periode vanaf 2012, is ook samen gewerkt met een plasmatechnoloog uit Brazilië die nu gelukkig in Duitsland woont. Zijn ex baas die ook met raad bijstond is helaas enkele jaren daarna overleden. Hij is reeds gedurende vele decennia de absolute plasma paus in de wereld op het gebied van de productie van ozon en aanverwante plasmatechnologieën. Er is e-mail correspondentie bewaard waarin hij gereageerd heeft op de plannen van O3 Systems. Uit deze email blijkt dat hij zeer geïnteresseerd is in die technologie en toepassing en graag bereid is om met zijn raad het team bij te staan. Helaas heeft hij dat allemaal zelf niet meer kunnen meemaken maar wordt de samenwerking nog steeds voor gezet met zijn voormalige assistent. Er is mij via zijn assistent gewezen op het feit dat al 20 jaar geleden men ergens in Japan in staat was om onder zeer koude omstandigheden VEILIG ozon te maken. Gelukkig!!! Werd deze publicatie teruggevonden in het nieuwheidonderzoek van het octrooibureau. Hieruit blijkt dat onder cryogene condities met dezelfde energie input men zes keer meer ozon kan maken. Theoretisch ligt het THERMODYNAMISCHE maximum om 1250 gram ozon te produceren uit een kilowatt uur energie.

Experimentele test opstelling twee ( watersplitsen). Zie bovenstaande alinea .

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

23


O3 Systems Energy B.V. Experimentele test corona opstelling en ontlading. Samen met en ingenieursbureau uit Groningen is een opstelling gebouwd van een traditionele corona installatie. Deze installatie is bij diverse lage drukken tot max 5 bar beproefd. Doel was om de geproduceerde ozon te “vernietigen� om zo te bestuderen hoeveel warmte er op welke temperatuur niveau geproduceerd werd. Deze warmte wil men t.z.t gebruiken bij een serviceflat in Rozenburg die met waterstof wordt verwarmd .

Twee maanden geleden is er een nieuwe en geavanceerdere ozon installatie aangeschaft waarmee bij zeer hoge ozonconcentraties de proeven worden gehaald. Op 25 oktober 2019 is het Nederlandse record gevestigd van een sterkte van 415 gram Ozon in 1 M3 zuurstof. Daarvoor lag het record op < 100 gram Ozon per 1 M3 in zuurstofgas

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

24


O3 Systems Energy B.V.

Analyseresultaten. Experiment 1 op verzoek via losse bijlage

VUV Laser onder Cryogene test conditie Experiment 2 op verzoek via losse bijlagen

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

25


O3 Systems Energy B.V. Experiment 3 op verzoek via losse bijlage

Figuur 5 Mobiel laboratorium O3 Systems

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

26


O3 Systems Energy B.V. Eindrapportage. Bevindingen en samenvatting uit eindrapport. Alle onderzoeken vanaf 1991, publicaties en eigen onderzoek en inzichten en het snel veranderende klimaat en de energieoverschotten uit zon en wind hebben er nu toe geleid dat uiterlijk medio december 2019 in het laboratorium in Groningen voor het eerst sinds zes decennia de ozon/ zuurstof vlam, weliswaar op lage concentraties weer gaat branden.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

27


O3 Systems Energy B.V.

Ook zal dan worden aangetoond dat er een nieuwe en nog eenvoudiger en veilige manier is om vloeibare ozon te produceren. Hiervoor wordt gebruikt van een speciaal ontworpen , door O3 systems, druk bestendige VUV reactor die bij een druk van circa 60 bar ozon produceert.

Figuur 6 Traditionele manier om vloeibare ozon te maken

Wanneer deze gasstroom wordt gekoeld in een conventionele diepvries - 20 gr °C ontstaat er vloeibare ozon door middel van condensatie. De productiecapaciteit zal vanwege gebrek aan ervaring vooralsnog niet hoger zijn dan een gram ozon per uur. Wanneer deze vloeistof ter beschikking komt, moet al het huiswerk met meer dan 100 ozon toepassingen over de afgelopen 150 jaar opnieuw worden gedaan en wordt begonnen met het onderzoek naar de toepassing van ozon als brandstof.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

28


O3 Systems Energy B.V. Op de pagina van de IOA van de internationaal ozone Association staat onder het menu van applicaties 90 applicaties / toepassingen. Met ozon.

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.

1. Activated Sludge 2. Agri-Food Web Task Force Update 3. Agriculture 4. Air Treatment 5. Aquaculture Aquariums Aquascapes Ballast Water Beverage Biotechnology BOD Reduction Bottled Water Breweries Chemical Processing Clean in Place (CIP) COD Reduction Cold Storage Color Reduction Cooling Towers Cosmetics Dental Disinfection Byproducts Reduction Drinking Water Electronics Dental Fire Restoration Fish Farming Flotation Flocculation Flood Restoration Food – USR – Fresh Cut Salad Food Preservation Food Processing – Meat Packing Food Storage Grain Treatment Green Houses Groundwater Remediation Haloacetic Acid Reduction (THAA5) Ice Indoor Air Treatment Kaolin Mining Laundry Lift Station Livestock Lagoons Medical Microflocculation Mining – Gold Mold Municipal

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

29


O3 Systems Energy B.V. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90.

Municipal Case Study – DBP’s Municipal, Small NOX Reduction Nurseries Odor Control Organic Reduction Oxidation Ozone Safety Article Pathogen Reduction Pharmaceutical Plastic Etching Plastic Extruders Pools and Spas Pre-Oxidation Pretreatment Protein Fractionation Pulp and Paper Restoration Room Air Scrubber Treatment Seafood Semiconductor Production Shellfish Depuration Soil Remediation Soil Treatment Suspended Soils Reduction Taste and Odor THAA5 Reduction TOC Reduction Trihalomethane (THM) Reduction Turbidity Reduction Ultrapure Water USP Purified Water VOC Reduction Waste Water Treatment Water Damage Restoration Water Features Water Reuse/Recycle Water Treatment Waterparks Winery

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

30


O3 Systems Energy B.V. De Consumentenmarkt in Nederland voor ozon Elk mens heeft dagelijks ongeveer 4 tot 6 kW energie nodig voor een menswaardig bestaan, dit komt overeen met een hoeveelheid van ongeveer 20 kg ozon per dag. Het is technisch mogelijk om deze energie zelf thuis te vervaardigen op momenten dat er niemand thuis is en op te slaan in een installatie. Deze installatie heeft de afkorting ELI ,die afkorting staat voor Elektrische, Liquificatie Instrument. Wanneer de 20 kilo opslagtank in het instrument vol is, is het mogelijk de ozon elders op te slaan in een groter vat of omgezet in elektriciteit en dit te leveren aan het net. Met een hoeveelheid ozon van circa 3000 kg is het mogelijk om in de PAPING winter đ&#x;&#x2DC;&#x2030; voldoende brandstof te hebben wanneer er ca 3 weken te weinig aanbod is van zon en wind. Vanaf het vroege voorjaar tot de laatste herfst is het mogelijk om voldoende energie te verzamelen om warm de winter door te komen Uiterlijk over een periode van maximaal 10 jaar en 30 % markt penetratie kan in Nederland een omzet van 228 miljard euro worden gerealiseerd.

ELI , Elektrische, Ludificatie Instrument.

De volgende pagina geeft een casus van de watertoepassingen met VUV Lasers

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

31


O3 Systems Energy B.V. DE FOX Foto OXidatie

Zeer slim water conditioneren.

Werking principe van de 2 toverdozen zie fotos. De bovenste foto is een Logaritmische DUAL BEAM foto meter voor een golflengte van 254 nM . Je kunt hiermee van vloeistoffen en gassen meten hoeveel monochromatisch licht met de golflengte van UITSLUITEND 254 NM afkomstig van een beetje kwik in de gasontlading lamp wordt tegengehouden. Dit noemen we ook wel % Transmissie

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

32


O3 Systems Energy B.V.

De Gevoeligheid/ Range kan elektronisch worden verbeterd door de lengte van het doorstroomcuvet van bv 1 mm naar 5 mm te vergroten.

Water en lucht bevatten vaak veel schadelijke C=C groepen in - schadelijke- chemische verbindingen (Pi verbinding) UV-C licht en ozon KRAKEN die verbinding. Er ontstaan kleinere beter verteerbare ONSCHADELIJKE biologisch afbreekbare chemische stoffen.

DOOS 2 “prototype “ Dit is ook een “TL lamp” = gasontlading lamp/ EXCIMER LASER gevuld met ... ARGONGAS! Dit levert UITSLUITEND licht met golflengte van 172 nm . EIGENSCHAP van straling! Hoe korter de golflengte hoe meer stralingsenergie er vrijkomt. 40 % van het vermogen van deze 35 watt lamp wordt omgezet in licht 172 nm de rest is warmte . Deze technologie is als het ware de LAST FRONTIER om schadelijke NIET biologische verbindingen te KRAKEN

Maar dit is nog niet alles!

Eigenschap 2 Droog zuurstofgas die langs de VUV = Vacuüm UV-lamp stroomt wordt veel efficiënter en in hogere concentraties gemaakt. De laser maakt ca 0,5 gr ozon per uur van industriële kwaliteit d.w.z. met sterke van 20 gr Ozon per 1 M3 zuurstofgas of droge lucht (21% zuurstof)

Als je dit gas in contact brengt met vuile lucht of water reinig je en DESINFECTEER je de schadelijke verbindingen. Dus 2 eigenlijk 3 eigenschappen voor de prijs van 1

Maar dit is nog niet alles... De lamp kan bij elke gasdruk ozon maken. Bij Conventioneel o.b.v. Corona ozon is dit optimum 0,7 bar. Dat verbetert een vereenvoudigd mengen en roeren en de dynamiek = reactie snelheden. = meer conversie per tijdseenheid.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

33


O3 Systems Energy B.V. Zwembaden Je kunt ozon gebruiken om een andere veel milieuvriendelijker en CIRCULAIR-reiniging en desinfectie middel te maken nl ACTIEF BROOM! đ&#x;&#x2DC;&#x2039; Chemische naam is (HOBR) dat is VEEL veiliger dan actief chloor (HOCL) waar nu nog 999,999% van de mensen in zwemmen. Via de huid neem je als je zwemt in 1 uur netto veel meer chloroform op dan dat je in 100 dagen kunt weg drinken als daar ca 25 ug chloroform per liter in zit.

Als je in het zwembad een beetje dode zee zout oplost activeert ozon het broomzout in actief broom Zo heb je TUSSEN zwemmers een veiliger desinfectie middel dat voldoet aan de 5 5 5 suspensie test Dat is een log 5 reductie = 100.000 in 5 min van 5 soorten microflora zo als schimmels, gisten, bacteriĂŤn en virussen.

Tenslotte Actief chloor werkt nog tot een zuurgraad van maximaal 7,8 dat is de zuurgraad van leidingwater uit de kraan . Om op 7,0 pH waarde uit te komen moet je 50 cc zwavelzuur (accuzuur) met een sterkte van 37 gew % toevoegen. Als je morst d.w.z. te veel toevoegt krijg je chloor gas â&#x2DC; ď¸? dat in ook gebruikt wordt voor chemische oorlogsvoering.

Actief broom heeft GEEN zuur nodig en werkt sneller en beter bij zuurgraad > 7,8 Actief broom dat met N stikstof en C verbindingen reageert (Halogenide reacties) kan weer MAKKELIJKER worden gemineraliseerd met het vrije broom en is OPNIEUW weer beschikbaar als veiligheid desinfectie tussen zwemmers . Er is sprake van een CIRCULAIR SYSTEEM.

Samengevat voor .... zwembaden

â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘

Veiliger Gezonder Eenvoudiger Bedrijfszeker Met minder water en energie Normaal moet je per zwemmer 50 tot meer dan 80 liter per UUR lauw water Verversen Minder vervuilend.

MIT rapport O3 energy Gelderland EH MW LP

3-11-2019

34

Profile for O3systems

O3 Energy  

Document about a new disruptive innovation

O3 Energy  

Document about a new disruptive innovation

Profile for o3systems