ENGINEERINGNET.BE - Een Protonic Ceramic Electrolyser Cell (PCEC) is een apparaat dat waterstof produceert op basis van waterdamp, op temperaturen die goed passen bij belangrijke industriële processen. Ook kost het totale proces, ondanks de benodigde verhitting, minder energie.
De waterdamp wordt in dit proces gesplitst in zuurstof en waterstof zonder een elektron.
In de PCEC bevindt zich een membraan van een keramisch materiaal, en alleen de waterstof zonder elektron is klein genoeg om door de poriën van dat membraan te gaan, aangetrokken door een negatieve lading aan de andere kant waarmee het samen weer waterstof vormt.
Doordat andere atomen niet door het membraan passen, blijft de geproduceerde waterstof keurig afgeschermd.
Een belangrijke uitdaging voor de ontwikkeling van zulke PCEC’s is het splitsen van de waterdamp met zo min mogelijk energieverbruik, om de waterstofatomen door het membraan heen te krijgen.
Onderzoeker Vassilis Kyriakou van de Rijksuniversiteit Groningen ontwikkelde samen met zijn team een nieuw nanotechnisch materiaal aan de waterdamp-kant van het membraan dat deze splitsing stimuleert wanneer het met het juiste membraan-materiaal gecombineerd is.
‘We kwamen erachter dat er tussen de verschillende materialen een synergie kan ontstaan die eerder over het hoofd was gezien,’ aldus Kyriakou.
Met de juiste combinatie van materialen lukte het de onderzoekers om de productie van waterstof te verdubbelen ten opzichte van eerdere PCEC’s, waarbij ze ook een stabiele werking gedurende ten minste vijfhonderd uur demonstreerden.
Op de illustratie boven: Links zien we de ‘sandwich’ van materialen in een PCEC met in het midden het keramische membraan waardoorheen de waterstof zonder elektron beweegt. Rechts het nieuwe materiaal dat de onderzoekers ontwikkelden met nanotechniek, op twee verschillende schalen.
