ENGINEERINGNET.BE - Meestal produceren we waterstof door middel van elektrolyse.
Daarbij ontstaan bellen op elektroden waar water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. Maar ongecontroleerd blokkeren diezelfde bellen het oppervlak van de elektroden. De efficiëntie neemt daardoor af.
Bellen verschijnen vaak op willekeurige plaatsen op elektrodeoppervlakken en dat maakt het moeilijk om ze beter te onderzoeker.
Om dit te verhelpen, hebben onderzoekers van UTwente, met toegang tot de Nanolab-cleanroom van het MESA+ Instituut, siliciumelektroden gemaakt met kleine hydrofobe holtes.
Dit zijn plaatsen waar consistent belletjes vormen. Dat vermindert de willekeurigheid en vergroot daarmee de controleerbaarheid van elektrochemische processen.
Wat dit onderzoek bijzonder maakt, is dat het team de afstand tussen de holtes heeft gevarieerd. Hierdoor konden ze zien hoe belletjes groeien, samensmelten en loskomen, afhankelijk van hoe dicht ze bij hun buren staan.
Ze ontdekten dat wanneer de holtes dichter bij elkaar staan, belletjes vaker en in kleinere maten afbreken. Dit helpt ook om de ophoping van gas rond de belletjes te verminderen.
Het leidt echter ook tot een grotere bedekking van de elektrode. Een compromis dat je moet afwegen.
“We toonden aan dat belletjes niet alleen hinderlijk zijn op elektroden, maar dat ze, mits slim beheerd, juist kunnen helpen om waterstofgas van de elektrode weg te halen”, aldus promovendus Akash Raman.
“Door de afstand tussen de holtes aan te passen, hebben we een evenwicht gevonden tussen het blokkeren van de elektrode en het verbeteren van het transport.”
De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd ter ere van het 15-jarig jubileum van de Global Young Academy, een toonaangevend platform voor beginnende onderzoekers van over de hele wereld.
Ter gelegenheid van dit jubileum heeft de academie leden en alumni uitgenodigd om bijdragen in te sturen om te laten zien hoe jonge wetenschappers complexe, mondiale problemen aanpakken.
