ReLAB: Reconditionering van Buitengebruik Gestelde Loodzuurbatterijen voor Gebruik als Laagkost Energieopslagoplossing
Use Cases
Circular Manufacturing Systems Program
Het programma Circular Manufacturing Systems Programme (CMSP) maakt deel uit van de Twente Regio Deal en wordt gefinancierd door de Provincie Overijssel en het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK). Het programma wordt beheerd door de Fraunhofer Innovation Platform aan de Universiteit Twente (FIP-AM@UT) en brengt industriële partners samen om duurzame, data-gedreven en circulaire productieoplossingen te ontwikkelen voor de volledige levenscyclus van batterijen.
De onderstaande use cases laten zien hoe CMSP innovatie versnelt op het gebied van ontwerp, diagnostiek, productie, hergebruik en demontage. Dit leidt tot meetbare verbeteringen in grondstoffenefficiëntie, emissiereductie en regionale capaciteitsopbouw.
Gezien de milieubelasting en de verspilling van waardevolle grondstoffen die gepaard gaan met afgedankte loodzuurbatterijen, is er een dringende behoefte aan duurzame oplossingen voor hergebruik. Dit project pakt die uitdaging aan door de batterijconditie te beoordelen, revisietechnieken te optimaliseren en een praktisch raamwerk te ontwikkelen om de levensduur te verlengen en kosteneffectief hergebruik mogelijk te maken. Door geschikte toepassingen te identificeren binnen de bedrijfsvoering van Riwald en in lokale energieopslagsystemen, levert het een schaalbaar reconditioneringsproces op met duidelijke haalbaarheidsindicatoren. Daarmee ondersteunt het betaalbare en duurzame second-life-toepassingen van loodzuurbatterijen voor zowel industriële als lokale energievraagstukken.
Het project draagt direct bij aan de Duurzame Ontwikkelingsdoelen van de VN, in het bijzonder Doel 7: Betaalbare en Duurzame Energie en Doel 9: Industrie, Innovatie en Infrastructuur. Het bevordert betaalbare en betrouwbare energie door batterijreconditionering en versterkt infrastructuren om duurzaamheid, energie-efficiëntie en productlevensduur te verbeteren.
Industriepartner
BattInnovate: Innovatieve Ontwikkeling en Circulaire Optimalisatie van Batterijtechnologieën voor Duurzaamheid
De markt voor elektrische motorfietsen staat voor uitdagingen bij het verbeteren van batterijprestaties, efficiëntie en duurzaamheid, onder andere door beperkte energietransfer, levensduur en hergebruiksmogelijkheden. Dit project pakt deze knelpunten aan door de energietransfer te optimaliseren, de batterijduurzaamheid te vergroten en schaalbare assemblageprocessen te valideren. Daarnaast worden duurzame strategieën onderzocht voor het hergebruiken van batterijmodules om hun levenscyclus te verlengen. Belangrijke resultaten zijn geoptimaliseerde cel-naar-collector-verbindingen, hoogperformante cellen, een gevalideerd assemblageproces op pilotschaal en effectieve methoden voor modulehergebruik die de efficiëntie verhogen en de milieubelasting verminderen in uiteenlopende batterijtoepassingen.
Het project draagt direct bij aan het VN-doel Duurzame Ontwikkelingsdoel 7: Betaalbare en Schone Energie door batterijmoduletechnologie te verbeteren en zo energieopslagsystemen te versterken.
Industriepartner
ExtraCycles: Tools en methoden voor een circulaire batterijlevenscyclus
De batterij-industrie staat voor grote duurzaamheidsuitdagingen door productiefouten, beperkte onderhoudsmogelijkheden en complexe demontage. Dit project stimuleert circulaire productie door afval te verminderen, de levensduur van batterijen te verlengen en hergebruik mogelijk te maken. Met focus op productie, onderhoud en demontage worden eco-designprincipes toegepast om fouten te voorkomen, worden testtools ontwikkeld om onderhoud te verbeteren, en ontstaan oplossingen die het hergebruik van batterijen ondersteunen. Een belangrijk resultaat is de ontwikkeling van digitale en conceptuele tools die de assemblage, het testen en het hergebruik van batterijen verbeteren, wat leidt tot meer efficiëntie en duurzaamheid in de volledige batterijlevenscyclus.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 12 van de Verenigde Naties, dat zich richt op duurzame consumptie- en productiepatronen door afval te verminderen via preventie, reductie, recycling en hergebruik in de productie, het gebruik en de demontage van batterijen.
Industriepartner
ElectroCycle: Ontwerp voor Maximale Prestatie
De industrie voor elektrische motorfietsen staat voor uitdagingen bij het verbeteren van prestaties en duurzaamheid door zware componenten, niet-hernieuwbare materialen en inefficiënte batterijverbindingen. Dit project pakt deze problemen aan door cruciale onderdelen opnieuw te ontwerpen om gewicht te verminderen, duurzame materialen te integreren en de efficiëntie van de batterij te verbeteren. Het ontwikkelt een lichtgewicht swingarm met behulp van topologie-optimalisatie en 3D-printing, een tankcover van vlasvezel en een verbeterd batterijconnectiesysteem. Deze innovaties verminderen het materiaalgebruik, verhogen de energie-efficiëntie en verbeteren de algehele prestatie door duurzaam componentontwerp.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 12 door het verlagen van grondstofgebruik via lichtgewicht ontwerp en het toepassen van biogebaseerde materialen. Daarnaast ondersteunt het Doel 13 door emissiereductie dankzij verbeterde elektrische prestaties van de motorfiets.
Industriepartner
MoCoSo: Modulaire Besturingssoftware voor Hergebruik van Assemblageapparatuur
Het hergebruiken van industriële apparatuur ondersteunt een circulaire economie doordat het de levensduur verlengt, afval vermindert en emissies verlaagt die anders ontstaan bij de productie van nieuwe machines. Project MoCoSo maakt het herbestemmen van geautomatiseerde apparatuur kostenefficiënter door flexibele hardware en een aanpasbare, modulaire softwarearchitectuur te ontwikkelen. Met een batterijlasmachine, uitgerust met een ABB-robot en het XPlanar-systeem van Beckhoff, als testopstelling ontwikkelt het project herbruikbare softwaremodules die het onderhoud vereenvoudigen, afval reduceren en de economische efficiëntie verbeteren. Een belangrijk resultaat is modulaire machinebesturingssoftware die realtime besturing combineert met organisatorische componenten.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 12 door economische groei te bevorderen terwijl de milieu-impact wordt verminderd via recycling en afvalreductie.
Industriepartner
DigitalSpine: Een Data-Intelligenceplatform voor de Batterijproductielijn
De productie van batterijen wordt beperkt door gefragmenteerde datasystemen die efficiëntie, communicatie en de integratie van slimme productie over verschillende fabriekslagen hinderen. Dit project pakt die uitdagingen aan door een uniform dataplatform te ontwikkelen dat systemen met elkaar verbindt en circulair lifecycle-management ondersteunt. Door diverse databronnen te integreren met behulp van open standaarden, biedt het gestructureerde realtime-inzichten via visuele dashboards en bereidt het informatie voor op AI-gestuurde besluitvorming. Belangrijke resultaten zijn betere zichtbaarheid van het productieproces, minder afval, beter onderbouwde beslissingen en aansluiting op AI-gereedheid en toekomstige EU-eisen zoals het batterijpaspoort.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 9 door een geïntegreerde digitale infrastructuur te realiseren die industriële innovatie versterkt. Daarnaast ondersteunt het Doel 12 door circulaire productie mogelijk te maken en afval te verminderen via geoptimaliseerde batterijassemblage en -demontage.
Industriepartner
CyclePCBA: Vroege Defectdetectie voor het Minimaliseren van Scrap en het Vergroten van Hergebruik in PCBA-Productie
High-mix, low-volume PCBA-productie kampt vaak met late defectdetectie, wat leidt tot hoge scrappercentages en beperkte mogelijkheden voor componenthergebruik. Dit project pakt deze problemen aan door vroege identificatie van PCBA-defecten mogelijk te maken via beeldgebaseerde analyse. Feature-extractietechnieken brengen componentkenmerken aan het licht die gekoppeld zijn aan veelvoorkomende faalmodi, terwijl AI-gestuurde algoritmen defecten classificeren en proof-of-conceptcases valideren. Belangrijke resultaten zijn een prototype-inspectiesysteem, een initiële componentendatabase, een digitale ontwikkelroadmap en verbeterde productieduurzaamheid door minder afval en meer hergebruiksmogelijkheden.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 8 door de economische productiviteit te verbeteren met AI-ondersteunde inspectiesystemen en innovatie in arbeidsintensieve sectoren te stimuleren. Het ondersteunt ook Doel 9 door digitale infrastructuur voor vroege defectdetectie te ontwikkelen, wat de productiviteit en industriële innovatie versterkt. Daarnaast draagt het bij aan Doel 12 door afval te verminderen en componenthergebruik te vergroten, wat leidt tot duurzamere consumptie- en productiepatronen.
Industriepartner
FoilsMatInsight: Onderzoek naar Materiaalgedrag voor Verbeterde Prestaties van Aluminiumverpakkingen
De verpakkingsindustrie staat onder toenemende druk om materiaalgebruik te verminderen terwijl hoge betrouwbaarheid behouden blijft, vooral in farmaceutische toepassingen. Het verder verdunnen van aluminiumfolie draagt bij aan duurzaamheid en lagere kosten, maar brengt ook variabiliteitsrisico’s met zich mee die de integriteit van de verpakking kunnen aantasten. Project FoilsMatInsight pakt deze uitdaging aan door materiaalgrootte variaties in 160 μm-trayfolies te analyseren via gerichte materiaalbeoordelingen en simulaties. Het project identificeert de belangrijkste factoren die variabiliteit beïnvloeden en biedt aanbevelingen die de consistentie verbeteren, procesbeheersing versterken en de algehele verpakkingsprestatie verhogen.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 12 door verantwoorde productie te bevorderen, materiaalverspilling te verminderen en grondstoffenefficiëntie te verbeteren. Daarnaast ondersteunt het Doel 9 door duurzame industriële praktijken en innovatie te stimuleren, en Doel 17 door sectoroverstijgende samenwerking te versterken die bijdraagt aan langdurige ecologische en toeleveringsketen-duurzaamheid.
Industriepartner
DCC Bess: Lichtgewicht Circulaire Composieten voor Onbemande Vrachtvliegtuigstructuren
Nu de industrie steeds meer overstapt op geavanceerde DC-energiesystemen, blijft het ontwerpen van veilige multi-bron- en multi-load-DC-netwerken zonder galvanische isolatie een grote uitdaging vanwege strenge eisen op het gebied van veiligheid, aarding en regelgeving. Voortbouwend op eerder werk van VDL ontwikkelt dit project een betrouwbare DC-busverbinding voor niet-geïsoleerde netten. Het omvat een analyse van relevante normen, een beoordeling van beschermings- en aardingsvereisten en het definiëren van ontwerpcriteria. Fase 1 richt zich op regelgeving en veiligheid, terwijl Fase 2 het aangepaste DC-verbindingconcept ontwikkelt en valideert. Het project resulteert in een adviesrapport met normen, beschermingsstrategieën, risicoanalyses, EMC-maatregelen en oplossingsrichtingen voor niet-geïsoleerde DC-koppeling.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 7 (Betaalbare en Schone Energie) door de efficiëntie en betrouwbaarheid van DC-netwerken te verbeteren. Het ondersteunt Doel 9 door robuuste en innovatieve nettechnologieën te bevorderen, en Doel 12 door hulpbronnenefficiënt en afvalarm ontwerp van energiesystemen te stimuleren.
Industriepartner
NiLas: Modelgebaseerde Optimalisatie van Lasvolgordes voor Studwelding van Bipolaire Platen
Bij studwelding ontstaan lokale thermische cycli die vervorming veroorzaken in de bipolaire plaat en de anode-assemblage. Dit bemoeilijkt geautomatiseerde productie van elektrolysers en benadrukt de noodzaak om beter te begrijpen hoe lasparameters en lasvolgordes deze vervorming beïnvloeden. In samenwerking met VDL Hydrogen Systems en NiLas voorspelt dit project lasgeïnduceerde vervorming en identificeert het lasvolgordes die deze minimaliseren. Met geavanceerde eindige-elementensimulaties in Simufact Welding, gekalibreerd met experimentele data, levert het gevalideerde modellen, vervormingsvoorspellingen, inzichten in parametersensitiviteit en aanbevolen lasstrategieën ondersteund door een gestructureerd validatieplan.
Het project draagt direct bij aan Duurzame Ontwikkelingsdoel 7 door bij te dragen aan betaalbare, betrouwbare en duurzame energie voor iedereen, via inzichten die de serieproductie van elektrolysers voor groene waterstof verbeteren. Het ondersteunt ook Doel 9 door veerkrachtige en duurzame industriële infrastructuur en innovatie te versterken, en Doel 13 door waterstofgedreven decarbonisatie mogelijk te maken en de overgang naar hernieuwbare energiebronnen te versnellen.
Industriepartner
