Om waterstof te maken moeten water en zuurstof gesplitst worden. Dit is in de regel een energie-intensief proces, waar een katalysator voor nodig is. Recent onderzoek naar deze katalysatoren opent deuren naar nieuwe methoden om waterstof te generen. Dit heeft ertoe geleid dat de wetenschappers uit Japan, aangesloten bij de Shinshu Universiteit, een speciaal soort katalysator hebben gebruikt, genaamd fotokatalysatoren.
Chemische reactie door licht
Wanneer deze fotokatalysatoren worden blootgesteld aan licht, ontstaat een chemische reactie waardoor het water wordt afgebroken in twee elementen: waterstof en zuurstof. Deze techniek is op zich niet nieuw, maar huidige oplossingen zijn relatief energie-inefficiënt. Vooralsnog wordt maar weinig waterstof gewonnen uit zonlicht.
Het team uit Japan koos alleen voor een ‘tweestaps’ watersplitsingsproces. Eén fotokatalysator wordt gebruikt om waterstof te genereren, een tweede katalysator produceert zuurstof. Tegelijkertijd lukten het de onderzoekers om de energie die vrijkomt bij deze chemische reactie tijdelijk op te slaan. Conventionele zon-naar-waterstoftechnologie werkt logischerwijs niet als het slecht weer is of wanneer het nacht is. “Maar door de energie van zonlicht op te slaan als chemische energie in brandstofmaterialen, is het mogelijk om deze energie altijd en overal te gebruiken”, zegt professor Takashi Hisatomi, hoofdauteur van het onderzoek.
Succesvolle tests
De wetenschappers monitorden voor een periode van drie jaar hun proces in een grote reactor op een terrein van 100 vierkante meter. Deze reactor presteerde zelfs beter met echt zonlicht, dan bij kunstmatig licht in laboratoriumomstandigheden.
Om de technologie ook daadwerkelijk rendabel te krijgen, hopen de onderzoekers de magische grens van 5 procent efficiëntie te doorbreken; 5 procent van de invallende zonne-energie wordt dan omgezet in de duurzame brandstof. Maar om die grens te bereiken is meer onderzoek nodig en zullen er grotere reactoren ontwikkeld moeten worden, menen de wetenschappers.
Waterstof door fotosynthese
Eerder haalden wetenschappers van de Universiteit van Michigan het nieuws met weer een andere methode om waterstof uit zonlicht te maken. Hiervoor spiekten ze bij misschien wel het belangrijkste chemische proces op aarde, namelijk fotosynthese in planten. Met een halfgeleider van indium-gallium-nitride werd een van de eerste stappen in het fotosyntheseproces nagebootst, waardoor waterstof en zuurstof in een laboratorium omgeving gescheiden werden.
Lees ook:
schrijf je in voor de nieuwsbrief
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan!
Schrijf je nu in
