ENGINEERINGNET.BE - Bubbels kunnen de efficiëntie verminderen van gasevoluerende processen, zoals waterelektrolyse voor het maken van groene waterstof.
Als dit probleem kan worden opgelost, is groene waterstof makkelijker en tegen lagere kosten te produceren. Dat is cruciaal om te voldoen aan de verwachte vraag naar waterstof.
Prof. dr. Dominik Krug van UTwente wil passieve manieren bestuderen die werken zonder externe energie-input om bubbeleffecten in het proces te verzachten. Dit is mogelijk te bereiken door de gas-vloeistofinterface dichtbij de reactieplaats te brengen, op een gecontroleerde manier om te voorkomen dat de elektrode geblokkeerd raakt.
"Eerst zal ik me concentreren op het beheersen van de bubbels, zodat ze zich op de juiste plaatsen vormen en op het juiste moment vertrekken. Dit concept is eenvoudig te integreren in de huidige technologie."
"Daarna zal ik bestuderen hoe capillaire effecten zijn te benutten om het gas uit de elektrode te verwijderen voordat er zelfs maar belletjes ontstaan. De potentiële voordelen zijn nog groter voor deze aanpak, maar het is ook uitdagender", zegt Krug.
Zijn project wordt ondersteund door verschillende bedrijven die apparatuur voor elektrolyse produceren en exploiteren, wat zal helpen om de innovaties in de praktijk te brengen.
Ook dr. Pantelis Bampoulis start aan UTwente met een nieuw onderzoek, gericht op tweedimensionale topologische isolatoren. Dit zijn speciale materialen: ze hebben een binnenkant die geen elektra geleidt, maar hun randen wel. Dat betekent dat elektra langs de randen kan stromen zonder energie te verliezen.
Hierdoor zijn ze geweldig voor elektronica met een laag vermogen. Maar het aantal randen en het aantal topologische toestanden is beperkt. Om hun praktische gebruik te bevorderen, is een hogere dichtheid van deze topologische toestanden nodig zonder hun speciale eigenschappen op te offeren.
"Ik ga kijken hoe topologische toestanden zich gedragen als ze dicht bij elkaar liggen. Daartoe zal ik veel topologische toestanden creëren en bestuderen met behulp van twee methoden. Eerst ga ik hele dunne linten naast elkaar leggen. Ten tweede ga ik lagen van deze materialen stapelen en draaien", zegt Bampoulis.
Hij maakt hierbij gebruik van germaneen, dat de juiste eigenschappen heeft voor dit onderzoek. "Dit zal ons begrip van topologische toestanden verbeteren en kan leiden tot nieuwe energie-efficiënte technologie."
Beide onderzoeken kregen een Vidi-beurs van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek ter waarde van 850.000 euro, waarmee deze onderzoekers de komende vijf jaar nieuwe wegen kunnen inslaan in hun vakgebied en hun eigen onderzoeksteams kunnen versterken.
