USA: nieuw apparaat maakt efficiënt waterstof uit zeewater en zonne-energie

Een belangrijke ontwikkeling voor de productie van waterstof. Een groep onderzoekers van de universiteit van Cornell in de staat New York, heeft een apparaat ontwikkelt dat drie keer duurzaam is. Vanuit zeewater kan het systeem drinkwater en waterstof produceren met uitsluitend zonne-energie. Het apparaat, af beter apparaatje, is nu nog 10 bij 10 cm groot en produceert 200 milliliter waterstof per uur met een efficiëntie van 12,6%. De onderzoekers schatten dat de technologie binnen 15 jaar de kosten van groene waterstofproductie kan verlagen tot ongeveer 1 euro per kilogram. En dat wordt gezien al een belangrijke stap in het bereiken van netto-nuluitstoot in 2050.

Lenan Zhang, de universitair docent die het project leidt, werd uitgedaagd door de hoge productiekosten van groene waterstof. “Groene waterstof wordt geproduceerd door zeer zuivere watermoleculen te splitsen in waterstof en zuurstof door middel van elektrolyse. De hoge kosten zijn het gevolg van de enorme hoeveelheid schoon water die het proces vereist. Daarom hebben we deze technologie bedacht", zei Zhang. Het team is gestart met de meest voorkomende en nagenoeg gratis hulpbronnen op aarde; zonne-energie en zeewater.

In samenwerking met onderzoekers van MIT, Johns Hopkins University en Michigan State University ontwikkelde Zhang met zijn team een ​​prototype van een apparaat dat gebruikmaakt van een van de nadelen van fotovoltaïsche cellen: hun relatief lage rendement. De meeste fotovoltaïsche cellen kunnen slechts ongeveer 30% van de zonne-energie omzetten in elektriciteit, en de rest verdwijnt als restwarmte. Maar het apparaat van het team kan het grootste deel van die restwarmte benutten en gebruikt het om het zeewater te verwarmen tot het verdampt.

"Dit is een sterk geïntegreerde technologie”, aldus Zhang. “Het ontwerp was een uitdaging omdat er veel complexe koppelingen zijn: ontzilting gekoppeld aan elektrolyse, elektrolyse gekoppeld aan het zonnepaneel, en het zonnepaneel gekoppeld aan ontzilting door middel van omzetting en transport van zonne-energie, elektrische, chemische en thermische energie. Uiteindelijk konden we voor het eerst voldoende water produceren om aan de vraag naar waterstofproductie te voldoen. En we hebben tenslotte ook nog wat extra drinkwater over. Twee vliegen in één klap."

De huidige kosten voor de productie van groene waterstof bedragen volgens Zhang ongeveer 10 euro per kilo, maar gezien de overvloed aan zonlicht en zeewater zou het apparaat van het onderzoeksteam de kosten in 15 jaar tijd kunnen verlagen tot 1 euro per kilo. Zhang ziet ook de mogelijkheden om de technologie te integreren in zonneparken om fotovoltaïsche panelen te koelen, wat de efficiëntie kan verbeteren en de levensduur verlengen.

"Hoe lager de kosten voor de waterstofproductie, hoe groter het marktpotentieel voor grootschalige toepassing. We geloven dat er een enorm potentieel is voor toekomstige installatie."

Lees ook: frankrijk-doelstellingen-voor-productie-groene-waterstof-niet-haalbaar