Betaalbare en productieve electrolyzer uit de 3D-printer

De Nederlandse TU Eindhoven bouwde met een 3D-printer een goedkope en effectieve elektrolyzer, om het onderzoek naar het opwekken van goedkope en efficiënte waterstof te versnellen.

Trefwoorden: #3D, #electrolyzer, #print, #TU Eindhoven

Lees verder

research

( Foto: TU/e )

ENGINEERINGNET.BE - Elektrolyzers gaan een belangrijke rol spelen bij de energietransitie. De apparaten splitsen met behulp van stroom watermoleculen in waterstof en zuurstof. Maar waterstof is nu nog een stuk duurder dan fossiele brandstoffen. Ook is deze technologie in de laatste 100 jaar nauwelijks geëvolueerd. 

“Je kunt niet in het apparaat zelf kijken, waardoor het lastig is om erachter te komen wat er binnenin gebeurt”, zegt promovendus Stephane Weusten van TU Eindhoven.

Wetenschappelijke berekeningen en simulaties helpen om meer te weten te komen over het apparaat. Maar werkt de theorie ook in de praktijk? En hoe verbeter je de prestaties van elektrolyzers om ervoor te zorgen dat waterstof beter concurreert met olie en gas?

Om daarachter te komen, gebruikte Weusten een 3D-printer. “Normaal gesproken ben je zo’n 3.000 euro kwijt om een beperkte set uit te proberen. Het testmateriaal is duur omdat het in een werkplaats op maat moet worden gemaakt. Dat duurt ook lang.”

Met de 3D-printer was dit verleden tijd. “Je koopt een rolletje plastic en met vijf euro ben je klaar en heb je een complete elektrolyzer.” Niet dat er in een keer een goed werkend apparaat uit de printer kwam rollen.

Hoeveel verschillende versies hij heeft gemaakt, weet de onderzoeker niet meer uit zijn hoofd. “Per verbetering waren we al snel zes versies verder. Het was elke dag hard werken en ploeteren om stap voor stap de problemen te elimineren.” Het lekdicht maken van de elektrolyzer was bijvoorbeeld ingewikkeld. “Soms viel het uit elkaar.”

Stap voor stap wist Weusten de prestaties te verbeteren door de geometrie van de electrolyzer aan te passen. Zo veranderde de onderzoeker de vorm van de inlaat, zodat de moleculen sneller botsten en door de hogere reactiesnelheid er in kortere tijd meer waterstof ontstond.

Ook paste hij de 3D-electroden aan. In totaal ontstond er door alle aanpassingen een zeven keer hogere reactiesnelheid.

“Daar ben ik blij mee, maar de winst zit ‘m vooral in het 3D-printen. Nu kunnen andere onderzoekers ook hiermee aan de slag en sneller hun theorieën testen. Daarmee breng je het onderzoek naar elektrolyzers en waterstof in een versnelling, en dat is pas echt de meerwaarde van mijn werk.”