Nieuw materiaal om groene waterstof te creëren

De Nederlandse Universiteit Twente ontwikkelde een composiet dat bestaat uit vijf meer voorkomende grondstoffen, zonder platina en iridium, voor snelle en goedkope elektrolyse van waterstof.

Trefwoorden: #elektrolyse, #grondstof, #productie, #waterstof

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Twente )

ENGIJNEERINGNET.BE - Elektrolyse van water is een van de meest duurzame productiemethoden van groene waterstof. Maar de huidige elektrolysemethoden gebruiken veel zeldzame en dure materialen, of het proces is niet efficiënt genoeg.

“Nu bevatten de meest efficiënte elektrolysetoestellen platina en iridium. Dat is nodig voor de elektroden waarop het waterstof- en zuurstofgas wordt geproduceerd uit water," stelt UT-onderzoeker Chris Baeumer.

"Maar platina en vooral iridium zijn te zeldzaam. Daarom zoeken we constant naar elektrodematerialen gemaakt van meer voorkomende grondstoffen die we ook kunnen gebruiken als efficiënte en stabiele elektrokatalysatoren.”

Baeumer en zijn team vonden precies wat ze zochten in een nieuw materiaal, dat een verbinding bevat van vijf verschillende overgangsmetalen. Individueel zijn de vijf overgangsmetalen weinig actief als katalysator. 

De onderzoekers ontdekten echter dat in de juiste samenstelling de activiteit tot 680 keer hoger is dan die van de afzonderlijke verbindingen. Die hogere activiteit komt als een verrassing.

Baeumer: “We verwachtten met name de stabiliteit te verbeteren in vergelijking met traditionele composieten. Maar al snel bleek dat de activiteit ook veel hoger was. Samen met partners uit Duitsland en de VS, ontdekten we dat de individuele overgangsmetalen elkaar helpen door een synergie-effect."

Het nieuwe materiaal kan niet direct alle elektroden vervangen. Het combineren van de vijf verschillende materialen is complex en de activiteit is tot nu toe alleen in een laboratoriumomgeving getest.

“We moeten nu ons nieuwe materiaal op grotere schaal gaan testen. Met wat aanpassingen en verder onderzoek heeft deze combinatie van overgangsmetalen de potentie om beter te presteren dan de momenteel beschikbare alternatieven," aldus UT-postdoc Shu Ni. Ni leidt deze toekomstige ontwikkelingen voor materiaaloptimalisatie.