[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Simpele oplossing voor efficiëntere en goedkopere productie van waterstof

From: Roy Meijer <R.E.T.Meijer@xxxxxxxxxx>
To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Thu, 14 Jul 2016 12:15:32 +0000

Simpele oplossing voor efficiëntere en goedkopere productie van waterstof

Onderzoekers van de TU Delft hebben, samen met collega's van de École
Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL, Zwitserland), een simpele maar
effectieve oplossing gevonden waarmee de efficiëntie en stabiliteit van
waterstofproductie door waterontleding sterk kan worden verbeterd. Door de
positieve en de negatieve elektroden met een bipolair membraan van elkaar te
scheiden, wisten ze de lokale condities voor elektrolyse te optimaliseren.
Bovendien hebben ze dit gedaan met niet-schaarse materialen voor katalysatoren
en zonnecellen, wat perspectief biedt op waterstofproductie tegen lagere
kosten. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het laatste nummer van Advanced
Energy Materials.

Solar fuels
De gedachte die universitair hoofddocent dr. Wilson Smith bij zijn onderzoek
aan de TU Delft motiveert, is dat één uur zonlicht dat de aarde bereikt genoeg
energie bevat voor één jaar energiebehoefte van de hele wereld. Een van de
uitdagingen is hoe je een deel van die energie kunt opslaan en transporteren
voor gebruik op een later tijdstip. Zogenaamde solar fuels kunnen uitkomst
bieden, bijvoorbeeld door zonne-energie te gebruiken om waterstof uit water te
produceren.

Efficiënte waterontleding
Het proces dat hier een rol speelt is elektrolyse. Voor de beste efficiënte
waterontleding op lange termijn is eigenlijk een sterk zuur rond de negatieve
pool en een sterke base rond de positieve pool nodig. Tot nu toe werkten de
meeste commercieel verkrijgbare elektrolyserende oplossingen met ofwel een zeer
zure, ofwel een zeer basische elektrolyt. Daardoor wordt de keuze aan
katalysatoren zeer beperkt, en is het lastig om een geschikt paar elektroden te
vinden voor dat ene elektrolyt. Alleen edele - en daardoor dure - metalen
werken in deze systemen.

Simpele oplossing
De schijnbaar simpele oplossing waarbij de twee elektroden worden gescheiden
door een speciaal membraan, maakt optimalisatie van het proces mogelijk. De
beide elektroden kunnen zo in hun eigen optimale omgeving worden geplaatst. Ook
kunnen katalysatoren van ruimschoots beschikbare materialen worden gebruikt,
waardoor het proces goedkoper, efficiënter en stabieler wordt.

[http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/aenm.201600100/asset/image_n/aenm201600100-fig-0001.png?v=1&t=iqj84751&s=8f6630f9c65c98a4890ed736d92b33099dcaa6c2]

Efficiënt proces
Het internationale onderzoeksteam, waar ook dr. David Vermaas van de TU Delft
deel van uitmaakt, heeft aangetoond dat toepassing van een bipolair membraan op
deze wijze kan leiden tot een efficiëntie van 12,7% in het splitsen van water.
Natuurlijke fotosynthese in planten verloopt met een efficiëntie van ongeveer
1%, terwijl een efficiëntie van 10% volgens verschillende technisch-economische
analyses wordt beschouwd als startpunt voor mogelijke commerciële
levensvatbaarheid. Voor dit type processen is al een efficiëntie van 18%
behaald, maar dan alleen met edele metalen en andere zeer kostbare en
instabiele materialen. Dat deze hoge efficiëntie kan worden bereikt met
uitsluitend ruimschoots beschikbare componenten in de zonnecel en de
katalysatoren, lijkt een overtuigend bewijs voor de haalbaarheid van de
technologie. Smith: 'Dit is wetenschappelijk gezien een grote stap die de
overgang van laboratoriumsystemen naar praktijkinstallaties dichterbij kan
brengen.'

Mogelijke andere toepassingen
Deze scheiding van elektroden is volgens Smith ook veelbelovend voor andere
toepassingen: 'Met dit bipolaire membraan voor elektrochemische systemen kunnen
we nu in theorie de optimale halfreactiecomponenten voor processen aan elkaar
klikken als Legosteentjes. Dat biedt enorme mogelijkheden voor andere
elektrochemische reacties, zoals de productie van ammonia en koolwaterstoffen,
met complete scheiding van de oxidatiehalfreactie. In die volgende stap kunnen
we een echt kunstmatig fotosynthesesysteem maken dat de natuurlijke efficiëntie
verre overtreft.'

Meer informatie
Bipolar Membrane-assisted Solar Water Splitting in Optimal pH, Jingshan Luo*,
David A. Vermaas, Dongqin Bi, Anders Hagfeldt, Wilson A. Smith* en Michael
Grätzel
DOI: 10.1002/aenm.201600100,
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201600100/abstract
Contactpersoon: Dr. Wilson Smith (TU Delft), +31 15 27 82659,
W.A.Smith@xxxxxxxxxx<mailto:W.A.Smith@xxxxxxxxxx>
www.smithsolarlab.com<http://www.smithsolarlab.com/>
Roy Meijer, adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft, +31 15 27 81751,
r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx<mailto:r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx>

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Simpele oplossing voor efficiëntere en goedkopere productie van waterstof

Other related posts: