Australische wetenschappers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om aan waterstof te komen: een verf die de moleculen vrijmaakt uit waterdamp in de lucht.
Waterstof (H2) geldt al decennia als een veelbelovende duurzame brandstof. Maar dan moeten we wel een goede manier hebben om die H2-moleculen te verkrijgen. De huidige methodes halen ze meestal uit vloeibaar water. Het kan echter ook anders, zo laat een team van de RMIT University in Melbourne zien. De onderzoekers maakten een verf die waterdamp uit de lucht absorbeert en vervolgens daaruit de waterstof vrijmaakt.
Energie uit zonlicht
Het cruciale materiaal in dit proces is een synthetische vorm van molybdeensulfide. Die verbinding absorbeert watermoleculen uit de omgeving, ongeveer zoals de kleine zakjes silicagel die ervoor moeten zorgen dat allerlei producten droog blijven.
Maar het molybdeensulfide doet meer, schrijven Torben Daeneke en collega’s in het vakblad ACS Nano: de watermoleculen die erdoor zijn geabsorbeerd, worden opgesplitst in waterstof en zuurstof.
Dat opsplitsen kan dan weer plaatsvinden dankzij de aanwezigheid van een andere stof: titaniumoxide. 'De titaniumoxidedeeltjes absorberen zonlicht met hoge energie en zetten dat om in een voltage', legt Daeneke uit per mail. 'Doordat de twee componenten zijn gemengd, wordt de ingevangen energie direct doorgegeven aan het molybdeensulifide, dat er de watermoleculen mee splitst. Daarna worden er nieuwe watermoleculen geabsorbeerd en kan het proces zich herhalen.'
Muur als waterstofverzamelaar
Het mengsel heeft bovendien de consistentie van verf. Daarmee is dus in principe elke muur in te zetten als een verzamelaar van waterstof - als er maar wat waterdamp in de omringende lucht zit.
De vraag is dan alleen natuurlijk hoe je het waterstof volgens uit zo'n muur haalt. 'Wij denken dat we uiteindelijk naar een coating toe moeten met meerdere lagen, waarbij onze 'zonneverf' de actieve laag vormt die het waterstofgas produceert', zegt Daeneke. 'Andere lagen moeten er dan voor zorgen dat het waterstof wordt afgevangen, zodat het is op te slaan of te gebruiken.'
Op zich bestaan de materialen voor dat soort lagen al, vervolgt hij. 'Eén mogelijkheid is siliconen. Maar we moeten nog uitzoeken hoe extra lagen de werking van de zonneverf beïnvloeden.'
Verrassend efficiënt
Los daarvan werkt de verf ook nog niet zo goed als de gangbare methodes om waterstof vrij te maken, valt te lezen in de publicatie over de vondst. Toch noemen de onderzoekers het proces ‘verrassend efficiënt, in aanmerking genomen dat het al zijn vocht uit de omringende lucht haalt’. Ook hebben ze goede hoop dat de waterstofproductie nog kan worden opgekrikt, bijvoorbeeld door een geschiktere hulpstof dan titaniumoxide te gebruiken.
Joost Reek, hoogleraar chemie aan de Universiteit van Amsterdam, ziet nog een aantal problemen met de methode. 'Er worden mengsels van zuurstof en waterstof gemaakt, wat gevaarlijk kan zijn. Voor de productie moeten die dus worden gescheiden. En als het water als waterdamp vrij kan worden opgenomen door de verf, kan de waterstof er natuurlijk ook weer uit komen. Ik denk dan ook niet dat dit een relevante technologie gaat worden, maar misschien kunnen de materialen wel op een andere manier een rol van betekenis spelen. Dat maakt het artikel op zich wel interessant.'
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.