Zonlicht direct omzetten naar waterstof
Planten gebruiken zonlicht, water en CO2 om te groeien. Zou het niet mooi zijn om met dezelfde ingrediënten waterstof te maken? Bij de Universiteit Twente is dat gelukt.
Onderzoekers overal ter wereld werken aan de ontwikkeling van solar fuel technologie. Hierbij wek je, net als planten, duurzame brandstoffen op met enkel zonlicht, CO2 en water. Onderzoekers van de Universiteit Twente werken aan een zogenoemd solar to fuel–apparaat, dat waterstof produceert. En met succes!
Meest efficiënte methode
Met solar fuel technologie zet je energie uit zonlicht rechtstreeks om naar een bruikbare brandstof; in dit geval waterstof. De onderzoekers in Twente deden dat met materialen die veel in de natuur voorkomen. Ze ontwikkelden de meest efficiënte omzettingsmethode tot nu toe. De truc: ze slaagden er in om de plaats waar je zonlicht opvangt, te ontkoppelen van de plaats van de omzettingsreactie. Het onderzoek is op 15 januari gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Energy.
Belangrijke doorbraak
De omzetting van zonlicht naar waterstof lukte zonder gebruik van schaarse en dure edelmetalen. Het systeem bestaat uit microdraadjes. Die zijn gemaakt van silicium en minder dan één tiende van een millimeter lang. Alleen de bovenkant is bedekt met een katalysator. De fotonen (lichtdeeltjes) worden tussen de draadjes opgevangen. De chemische reactie waarbij waterstof ontstaat, vindt plaats bij de katalysator aan het uiteinde van de draadjes.
Volgende stappen
In hun onderzoek bereikten de wetenschappers, door de dichtheid en de lengte van de microdraadjes te variëren, een maximale efficiëntie van 10,8 procent.
De loskoppeling van de katalysator van de plek waar je het licht opvangt is nodig. De Universiteit Twente in zijn nieuwsbericht: ‘Omdat katalysatoren doorgaans licht weerkaatsen. Dit terwijl je – om de omzetting zo efficiënt mogelijk te laten verlopen – wil dat je juist zo veel mogelijk licht kunt absorberen. Het blijkt wel belangrijk om die ontkoppeling op de microschaal te doen, want daarboven wordt de geleiding door de siliciumdraden de beperkende factor.’
Economisch interessant?
Volgens prof. dr. ir. Jurriaan Huskens, een van de betrokken onderzoekers, is 10,8 procent de hoogste efficiëntie voor een ontwerp gemaakt van silicium. Hij stelt wel dat de efficiëntie nog verder moet stijgen richting vijftien procent om de technologie ook economisch interessant te kunnen maken.
