Licht helpt efficiënter waterstof genereren

Wetenschappers uit Singapore ontdekten dat licht het mechanisme van waterelektrolyse kan activeren. Zo zou er op termijn meer, sneller en goedkoper waterstof geproduceerd kunnen worden. Frappant: de ontdekking gebeurde per toeval.

Onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) ontdekten dat licht een nieuw mechanisme kan activeren in een veelgebruikt katalytisch materiaal bij waterelektrolyse – het proces waarbij water wordt afgebroken tot waterstof en zuurstof. Het resultaat is een energiezuinigere methode om waterstof te verkrijgen.

Een toevallige elektriciteitspanne gaf drie jaar geleden de voorzet voor de ontdekking. Door de panne lieten de plafondlampen in het onderzoekslaboratorium het afweten. Die brandden normaal dag en nacht maar op een nacht in 2019 vielen ze uit. Een lopend waterelektrolyse-experiment zette zich daardoor verder in het donker. Toen de onderzoekers de volgende ochtend binnenkwamen, merkten ze dat de prestaties van een op nikkel-oxyhydroxide gebaseerd materiaal drastisch waren gedaald.

Cellen transparant maken

“Niemand had zo’n daling ooit opgemerkt omdat niemand het experiment ooit in het donker had gedaan,” vertelt teamleider professor Xue. “Volgens de literatuur zou zo’n materiaal niet gevoelig zijn en zou licht geen effect mogen hebben op zijn eigenschappen.” Om zeker te zijn van hun bevindingen herhaalden ze het experiment talloze keren en onderzochten ze uitgebreid de werking van het fenomeen. De resultaten kregen vorm in een onderzoekspaper die gepubliceerd werd in het tijdschrift Nature.

Het team werkt intussen aan nieuwe manieren om industriële processen te verbeteren om waterstof te genereren. Die kunnen effectievere industriële methoden opleveren om waterstof te produceren. Zo stelt professor Xue voor om de cellen die water bevatten transparant te maken, om zo licht te betrekken bij het watersplitsingsproces. “Dit zou minder energie moeten vragen in het elektrolyseproces en het zou veel gemakkelijker moeten zijn om natuurlijk licht te gebruiken. Er kan meer waterstof worden geproduceerd in een kortere tijd, met minder energieverbruik.”