Goedkope groene waterstof? Ierse wetenschappers hebben iets ontdekt waardoor het binnen handbereik is

Waterstof is een van de beste kandidaten om de wereld om te doen schakelen naar niet-vervuilende energie. Maar voor de winning van dit onuitputtelijke deeltje is nog steeds fossiele energie nodig; het moet immers uit water worden gehaald. Ierse onderzoekers geloven echter dat ze goed op weg zijn om net dit proces te vergemakkelijken.

Wij wachten nog steeds op de wonderbaarlijke energiebron die ons in staat zal stellen voor altijd zonder fossiele brandstoffen te kunnen; die – met andere woorden – niet schadelijk is voor het milieu. Kernenergie is lang gezien als de weg vooruit, maar het blijft een tamelijk gevaarlijke energiebron, vooral in een wereld die zo snel verandert als de onze. 

Waterstof daarentegen is nog steeds populair: het Internationaal Energieagentschap verzekerde ons in 2019 dat dit gas een sleutelrol zou spelen in de toekomstige energietransitie, ook al is het strikt genomen meer een energiedrager, net als elektriciteit. Het wordt gebruikt om energie te transporteren die door een primaire bron is geproduceerd.

Een onuitputtelijke bron

En daar wringt nu net het schoentje: om waterstof in grote hoeveelheden te produceren, moeten we momenteel fossiele brandstoffen verbruiken. 

Dat is jammer, want waterstof is het meest voorkomende element in het heelal. Op aarde is waterstof een bestanddeel van water – één zuurstofatoom en twee waterstofatomen (H2O) – en van levende materie. 10 procent van de massa van een menselijk lichaam bestaat uit waterstof.

We hoeven alleen maar een schone en kosteneffectieve manier te vinden om het in grote hoeveelheden te winnen om een onuitputtelijke energiebron te ontwikkelen.

Uit water

De interessantste benadering zou zijn om het uit water te halen: waterstof (H) maakt een groot deel uit van een molecuul H2O. Door deze verschillende componenten te scheiden zou er alleen zuurstof in de atmosfeer vrijkomen. 

Dit kan worden gedaan middels elektrolyse, waarbij een elektrische stroom door het water wordt geleid om de bestanddelen ervan te scheiden. 

Het is niet bepaald waanzinnig moeilijk, maar het gaat wel langzaam: dit proces is nog steeds twee of drie keer duurder dan het winnen uit methaan, waarbij nog steeds CO2 vrijkomt. We moeten dus een katalysator vinden, een materiaal dat de reactie voldoende zou versnellen om ze budgetvriendelijker te maken, maar tegelijk niet meer vervuilend natuurlijk.

De ultieme katalysator

Een team van Trinity College Dublin denkt echter dé manier te hebben gevonden. “Veel werk is gericht (…) op efficiënte maar onbetaalbaar dure metalen die veel te zeldzaam zijn om het (…) werk te doen dat nodig is om voldoende waterstof voor de samenleving te produceren. We hebben gezocht naar een levensvatbare langetermijnoptie. En we hopen dat we zullen slagen,” staat in een verklaring van de instelling.

  • De wetenschappers hebben drie metalen geïdentificeerd die, op moleculaire schaal, de extractie van waterstof uit water lijken te versnellen: chroom, mangaan en ijzer
  • De onderzoekers in Dublin hebben gekozen voor een combinatorische aanpak bij hun zoektocht naar de ultieme katalysator. Zij menen dat ze door deze drie metalen te combineren op het juiste spoor zitten naar de ontdekking van een onuitputtelijke bron van energie uit zeewater.
  • De ideale verhoudingen moeten nog worden vastgesteld. “Tot voor kort zochten we naar een naald in een enorme hooiberg. Nadat we de hooiberg hebben verkleind, hebben we nu een groot deel van het resterende hooi weggehaald,” zegt professor scheikunde Max Garcia-Melchor.
    • “Ik geloof dat onderzoekers uit alle disciplines kunnen helpen oplossingen te vinden om ons in staat te stellen duurzamer te leven. Een van de sterke punten van ons werk is de multidisciplinaire aanpak die wij hanteren.”

Op weg naar de volgende grote energierevolutie? Misschien zal onze generatie het zien. (lb/NS)

Lees ook:

Meer
Lees meer...
Markten