Directe productie van waterstof uit zeewater stap dichterbij

Het Nederlandse Leids Instituut voor Chemie ontwikkelt een katalysator die de productie van chloorgas tijdens de elektrolyse van zout water minimaliseert, om zo waterstof te realiseren.

Trefwoorden: #chloorgas, #coatings, #elektrolyse, #iridium, #Jan Vos, #katalysator, #Leids Instituut voor Chemie, #mangaanoxide, #Nederland, #waterstof, #zout water

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Leiden )

ENGINEERINGNET.BE - ‘Bij de elektrolyse van zout water, zoals zeewater, is het uiteindelijke doel om waterstof te produceren aan de kathode,’ legt promovendus Jan Vos uit. ‘Het gevormde product aan de anode is idealiter zuurstof, omdat dit onschadelijk is voor het milieu.’

Bij de elektrolyse van zout water kan echter tegelijkertijd ook giftig chloorgas aan de anode ontstaan. De onderzoekers hebben nu een katalysator geproduceerd die de vorming van chloorgas minimaliseert ten faveure van de zuurstofvorming.

Vos: ‘De katalysator bestaat uit twee metaaloxides: iridiumoxide met daarop een laagje mangaanoxide van slechts een tiental nanometers dik. Iridium is een materiaal dat hoge katalytische activiteit vertoont voor de vorming van zowel zuurstofgas en chloorgas. Het mangaanoxide werkt als een soort membraan dat de aanvoer van chloride ionen verhindert en de vorming van chloorgas onderdrukt.’

Een anode die de vorming van chloorgas tegengaat, maakt waterelektrolyse mogelijk waarbij het niet nodig is het gebruikte water eerst te ontdoen van opgelost zout. Dit kost nu nog erg veel energie en kapitaal. Het zou de directe productie van waterstof uit zeewater mogelijk maken, en zo de zeldzame zoetwaterreserves op aarde ontlasten.

Een nuttige bijwerking van de elektrolyse van zout water is de productie van zeer zuiver zoet water. Als het gewonnen waterstofgas uiteindelijk wordt gebruikt als brandstof, reageert de waterstof met zuurstofgas uit de atmosfeer weer terug tot water. Dat kan bruikbaar zijn in gebieden met watertekorten.

Volgens Vos past het onderzoek mooi in een opkomende trend binnen elektrokatalyse: het gebruikt van bepaalde coatings om een katalysator te verbeteren.

‘Zo'n laagje verhindert dat ongewenste reactanten de katalysator kunnen bereiken. Hiermee kan een actief maar aselectief katalytisch materiaal op een alternatieve manier selectief gemaakt worden.’