Een brandstofcel selecteren is het begin. Daarna moeten de componenten, de besturing en de toepassing op elkaar aansluiten. Huib Hupkens van der Elst van H2Consultancy werkt al ruim twintig jaar aan die samenhang. Zijn 5–10 kW-brandstofcelsysteem laat zien hoeveel ontwikkeling er achter een werkende installatie zit, en waarom hij daarbij samenwerkt met GOcontroll.
Een loopbaan rond de toepassing
Huib begon als automotive engineer en werkte onder meer bij Philips. In 2003 startte hij als zelfstandig ondernemer. Ongeveer twee jaar later stapte hij in de waterstoftechnologie. Sindsdien ontwikkelde hij systemen voor uiteenlopende toepassingen, van kleine voertuigen tot bussen en energievoorzieningen.
Zijn specialisme is het bouwen van een compleet systeem rond een ingekochte brandstofcelstack: het pakket cellen waarin waterstof wordt omgezet in elektriciteit. De ondersteunende componenten daaromheen vormen de balance of plant. Huib selecteert die componenten, ontwerpt de samenhang en werkt aan de integratie in de uiteindelijke toepassing.
Dat vraagt kennis die hij gedurende veel projecten heeft opgebouwd. Welke leverancier heeft een passende component? Hoe gedraagt die zich tijdens testen? En wat moet veranderen wanneer het systeem in een ander voertuig wordt ingebouwd?
Een klein voertuig als vertrekpunt
De ontwikkeling van het huidige systeem begon rond 2020 met een vraag van een Franse klant: een brandstofcelsysteem van 5 kW voor een klein stadsvoertuig. Het vinden van een geschikte stack bleek lastig. Huib kwam uit bij een Zwitserse leverancier, waarmee hij vervolgens een uitgebreid ontwikkel- en testtraject doorliep.
De eerste stacks voldeden nog niet aan zijn verwachtingen. Er volgden meerdere exemplaren en aanpassingen. Volgens Huib kwam er rond 2024 een verbeterde versie waarmee het systeem goed kon draaien. Daarmee ontstond ruimte voor een volgende stap: de proefopstelling opnieuw ontwerpen tot een installatie met een afgewerkte behuizing.
Intussen was ook belangstelling ontstaan voor 10 kW. Huib nam die vraag mee in het ontwerp, zodat dezelfde behuizing geschikt werd voor een uitvoering van 5 of 10 kW. De ontwikkeling groeide zo vanuit één concrete vraag naar een ontwerp voor verschillende vermogens.
Stabiel draaien vraagt goede besturing
Een belangrijke uitdaging zit in het gedrag van de brandstofcel tijdens bedrijf. Huib beschrijft hoe een stack instabiel kan worden. De besturing moet dat gedrag herkennen en de regelstrategie daarop aanpassen. GOcontroll werkte samen met hem aan die besturing en de verdere ontwikkeling van de software.
Ook de elektrische aansluiting vraagt aandacht. Een stack levert een ongereguleerde gelijkspanning. Een DC-DC-converter zet die om naar een spanning die bij de toepassing past. Huib noemt een opstelling met een buffer van 48 volt en een voertuigtoepassing met 96 volt. Daarvoor is een passende converter nodig; een bestaande keuze kan dus niet vanzelf mee naar de volgende toepassing.
Software die hij zelf kon volgen
Huibs belangstelling voor inzichtelijke besturing komt voort uit zijn werk bij Philips. Daar zat hij bij het ontwikkelen van machines vaak naast een programmeur, terwijl hij de code zelf moeilijk kon controleren.
“Ik wil iets, ik wil een besturing hebben die ik zelf snap.”
Die behoefte bracht hem bij visuele softwareontwikkeling met MATLAB/Simulink en later bij de samenwerking met Rick van GOcontroll. Rick ontwikkelde bestaande software verder en maakte de structuur logischer. Huib vertelt dat hij tijdens een eerder project in India zelf kleine aanpassingen kon uitvoeren en instellingen kon afstemmen.
Daarbij blijft de samenwerking belangrijk. De software is in de loop van de tijd complexer geworden; Huib kan niet meer alles even gemakkelijk zelf volgen. Hij waardeert daarom zowel de mogelijkheden van de hardware als de ondersteuning bij de toepassing.
“En dat is heel goede samenwerking geworden.”
Ruimte voor de volgende ontwikkeling
Bij nieuwe wensen wil Huib kunnen aanpassen wat het systeem doet. De keuze in in- en uitgangen en de mogelijkheid om de software verder te ontwikkelen passen bij zijn manier van werken.
“Ja, dit geeft me veel meer flexibiliteit, veel meer mogelijkheden.”
De volgende stappen zijn concreet, maar nog in ontwikkeling. Voor een Nederlandse klant moeten de afwerking, voertuiginbouw en daaropvolgende tests verder worden opgepakt. Daarnaast onderzoekt Huib mogelijkheden voor generatoren en licentiebouw in het buitenland. Monitoring op afstand staat op zijn wensenlijst; in zijn eigen toepassing heeft hij die nog niet ingezet.
Grotere vermogens trekken hem eveneens aan. Een uitvoering van 20 kW vraagt bijvoorbeeld opnieuw keuzes voor pompen en andere ondersteunende componenten. Juist het uitzoeken van zo’n nieuw systeem motiveert hem. Eerst moet de huidige ontwikkeling verder worden afgerond. Daarna hoopt Huib opnieuw iets te kunnen bouwen dat in de praktijk zijn waarde laat zien.