De energietransitie stelt ons voor complexe nieuwe uitdagingen. Hoe ontwikkelen we een voorziening waarin we voldoende hernieuwbare energie opwekken? Hoe creëren we tegelijkertijd voldoende opslagcapaciteit, met waterstof of andere middelen, om congestieproblemen tegen te gaan?
Nieuwe, slimme materialen spelen hierin een sleutelrol. Want daarmee kunnen we misschien wel batterijen ontwikkelen die niet alleen superkrachtig maar ook 100 procent recyclebaar zijn. Of rotorbladen van windturbines die we opbouwen van 100 procent biobased kunststoffen. Zo maken we meteen de noodzakelijke stap naar een circulaire economie. Het lectoraat Slimme materialen voor de energietransitie van het Research and Innovation Centre Techniek, Ontwerpen en Informatica richt zich met toegepast onderzoek op composieten, energieopslag, biobased materialen en predictive maintenance als bouwstenen voor een duurzame leefomgeving.
Met het lectoraat bundelen we multi- en transdisciplinair de krachten van ons onderwijsdomein Techniek, Ontwerpen & Informatica. Onder leiding van lector Rogier Nijssen komen studenten, docenten en docent-onderzoekers van onze verschillende opleidingen bijeen om aan de hand van concrete, actuele vraagstukken ontwerpgericht oplossingen te ontwikkelen samen met onze partners in het werkveld. Hierbij betrekken we ook collega’s en studenten van opleidingen uit andere domeinen, bijvoorbeeld om met Chemie en Agri te werken aan duurzamere batterijen en natuurlijke materialen. Zo helpen we het werkveld niet alleen verder met nieuwe kennis en oplossingen. We maken ons onderwijs zo ook extra uitdagend, actueel en leiden professionals op die zich experts tonen in de vraagstukken van nu.
De energietransitie is misschien wel het grootste en ingewikkeldste maatschappelijke thema van nu. Elk deelvraagstuk vraagt om actieve betrokkenheid van een brede coalitie van partijen. Hoe koppelen we fundamenteel, academisch onderzoek naar nieuwe materialen aan het praktijkgerichte onderzoek van onze hogeschool? Welke innovatieve start-ups zijn nu al bezig met kansrijke toepassingen? En kunnen grote spelers in duurzame energie daarop aansluiten?
In waardevolle netwerken zoals de Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE), de JEC Group (een internationale vereniging voor de kennisontwikkeling (van de productie) van composieten), CompositesNL, diverse lectorenplatforms zoals Lectorenplatform Energievoorziening in Evenwicht (LEVE) en Nationaal Lectoren Platform Urban Energy, en aan de hand van diverse RAAK-projecten werken we graag samen met partijen die hun vizier ook richten op de energietransitie en willen werken aan nieuwe materialen om die omslag met elkaar mogelijk te maken.
Geïnteresseerd? Neem dan contact op met Rogier Nijssen.
Zo circulair als de wieken draaien, zo lineair is de productie van de windmolens zelf. Hiervoor delven we kostbare grondstoffen en maken we materialen die we na gebruik weggooien. Hoe maken we ontwerpen voor een hele levensduur en kunnen we materialen daarna een tweede leven gunnen? We doen onderzoek naar de lifecycle van materialen om daarmee tot duurzamere productontwerpen met lagere maatschappelijke kosten te komen. Dit onderzoek bedden we zo veel mogelijk in het onderwijs in, bijvoorbeeld in lessen en praktijkopdrachten omtrent Life Cycle Analysis (LCA). Daarnaast onderzoeken we wat de impact is van nieuwe waarderings- en businessmodellen op de materiaalkeuze in producten.
Om hernieuwbare energie op te slaan en congestieproblemen op het net te voorkomen is er een sterk stijgende vraag naar batterijen en andere vormen van energieopslag, zoals waterstoftanks. Maar hoe ontwikkelen we die met voldoende capaciteit voor bijvoorbeeld zwaar transport? Hoe lossen we de uitdagingen rond grondstoffenschaarste en duurzaamheid van opslag op? Hoe vergroten we de veiligheid van dergelijke systemen? Genoeg vragen om te werken aan revolutionair nieuwe materialen. Ontwikkelen we composieten die zelf stroom opwekken? Of transportvaten of gevelpanelen met in hars ingebouwde chemische sensoren of conversie, die lekken kunnen detecteren of bijvoorbeeld ammoniak kunnen omzetten?
Lichtgewichtontwerp van constructies, zoals het gebruik van composieten, is een belangrijk speerpunt van de onderzoeksgroep. Wat niet getransporteerd hoeft te worden, kost immers geen energie. Bovendien zorgt dit vaak voor een ‘omgekeerd sneeuwbaleffect’: lichtere bouwdelen besparen niet alleen energie bij transport, maar maken ook lichtere funderingen en installatieapparatuur mogelijk. Met onderzoek naar composiet als expertise richt het lectoraat zich op automatisering, schadedetectie, reparatie, hybride composietconstructies en biobased composietmaterialen. Het streven is om onze kennis van (composiet)materialen in te zetten voor de materiaaltransitie: van fossiel naar hernieuwbaar.
Biobased materialen vormen een interessant, circulair alternatief voor huidige, fossiele materialen. Denk aan duurzaam geteelde plantvezels zoals vlas, hennep, bamboe of mycelium als onderdeel van lichtgewicht maar oersterke composietconstructies. Kun je er gebruiksvoorwerpen of zelfs bruggen mee bouwen? En wat zijn de mogelijkheden van daadwerkelijk groeiende materialen?
Elk materiaal is aan slijtage onderhevig. Daarom is het gangbaar om sommige constructies extra robuust te ontwerpen. Maar wat als we de toestand ervan continu monitoren, zodat we onderhoud plegen vóórdat er slijtage optreedt? Dat bespaart materiaalgebruik en kosten, vooral als er in de ontwerpfase al over is nagedacht. Vanuit materiaaltechnisch, toegepast technisch en bedrijfskundig oogpunt doen we hier onderzoek naar.
"We hebben met z'n allen een enorm vraagstuk op het gebied van energietransitie," stelt lector Rogier Nijssen. "In ons lectoraat proberen we dat aan te vliegen vanuit de materialen- en constructiekant."
In deze video zie je meer over de vraagstukken waaraan het lectoraat Slimme materialen voor de energietransitie werkt en vertelt Rogier over het belang van de samenwerkingen met studenten en werkveldpartners.
In een recent opiniestuk op Solar Magazine waarschuwen Rogier en Erik Laan, docent Luchtvaarttechnologie, dat zonne-energie uit de ruimte op korte termijn geen oplossing biedt. Het idee van zonnepanelen in een baan om de aarde is technologisch fascinerend, maar volgens hen nog veel te duur en inefficiënt. Voor de energietransitie van nú pleit Rogier daarom voor pragmatische innovaties op aarde: investeren in bewezen technologieën en het slim verbinden van energienetwerken wereldwijd.
Hoe voldoe je als land aan de NAVO-richtlijn om vijf procent van het bbp aan veiligheid te besteden? Volgens Rogier moet je verder kijken dan klassieke defensie-uitgaven. Hij pleit er in zijn opiniestuk op Trouw.nl voor om offshore windparken en energiezekerheid tot het veiligheidsdomein te rekenen. “Wie windenergie op zee alleen als klimaatmaatregel ziet, mist het grotere geheel,” aldus Rogier. Betrouwbare energie-infrastructuur is onmisbaar voor communicatie, radarsystemen, voertuigen en drones — en vormt daarmee het fundament van onze veiligheid.
Windmolens helpen ons aan energie. Maar als we niet snel iets doen, laten ze straks een enorme afvalberg achter, waarschuwt Rogier in zijn opinieartikel op Trouw.nl. Niet eerder werden zoveel windmolens op zee aangesloten in Europa als in 2023. Het aantal steeg met 40 procent ten opzichte van 2022. In China groeide het aantal windmolens met tweederde en ook de Verenigde Staten en Brazilië boekten records. Het zijn duizelingwekkende cijfers.
Windenergie als één van de belangrijkste pijlers in de energietransitie heeft ook een keerzijde. Afgeschreven windmolens zorgen elk jaar al voor miljoenen kilo’s kostbaar afval. Hoe moeten we daarmee omgaan? Dat bespraken Rogier en Jasmijn Ruijgrok, docent-onderzoeker Chemie en PD-kandidaat binnen het lectoraat, in de uitzending van Vroege Vogels - BNNVARA Vogels bij NPO 1.
