Zeewater zou een bron van schone waterstofbrandstof kunnen zijn
Tamara Kulikova / Alamy
Voor het eerst zullen op commerciële schaal elektroden worden geproduceerd die waterstof uit zeewater kunnen produceren zonder corrosief en giftig chloorgas te produceren.
“Traditionele elektrolyse is alleen mogelijk met schoon water, een steeds schaarser wordende mondiale hulpbron”, zegt Doug Wicks van het Advanced Research Projects Agency (ARPA-E) van het Amerikaanse ministerie van Energie in een persbericht. “[These electrodes] Elimineer de afhankelijkheid van het proces van schoon water en gebruik in plaats daarvan de meest overvloedige waterbron ter wereld: de oceaan.”
Het proces maakt gebruik van een negatief geladen kathode en een positief geladen anode om zeewater in vier ‘stromen’ te splitsen: bruikbare zuurstof en waterstof, en onschadelijke zure en alkalische stromen die gemakkelijk terug in de oceaan kunnen worden gerecycled. Equatic, de in Californië gevestigde startup die de technologie heeft ontworpen met ARPA-E-ondersteuning, is van plan de waterstof en zuurstof die daarbij worden geproduceerd te verkopen om de kosten terug te verdienen. Alkalische stroming reageert met CO2 in de atmosfeer om stabiele mineralen te vormen die terug in de zee kunnen worden gegoten, terwijl zure stroming kan terugkeren naar de oceaan wanneer deze terugkeert naar de oorspronkelijke pH nadat deze over silicarijke rotsen is gepasseerd.
Net als standaardtechnieken waarbij water wordt gesplitst om waterstof te produceren, vindt dit proces plaats in een elektrolyzer, een machine die stapels elektroden gebruikt om watermoleculen met elektriciteit te scheiden. Maar bestaande apparaten hebben problemen met het werken met zeewater omdat het het vernietigt: het zit vol met opgelost zout, andere mineralen, metalen en micro-organismen die componenten afbreken en de werken verstoppen. Bovendien scheidt de elektrische lading die zuurstof naar de anode trekt het zout in het zeewater af, waardoor giftig chloorgas ontstaat dat de machine snel aantast.
Om dit probleem te voorkomen, hebben Chen en zijn collega’s een anode ontworpen die selectief zuurstof uit watermoleculen kan splitsen zonder het zout te splitsen. Ze gebruikten een chloorblokkerende laag om water door de katalysator te laten stromen terwijl het zout werd tegengehouden. Op basis van laboratoriumtests verwacht Chen dat ze verwachten dat de anodes minstens drie jaar zullen werken voordat ze moeten worden verwijderd en opnieuw moeten worden gecoat.
Pau Farras van de Universiteit van Galway in Ierland, die niet betrokken is bij het bedrijf, zegt dat drie jaar sterke prestaties zouden zijn, en deze zuurstofselectieve anodes beloven een aanpak voor het gebruik van zeewater om waterstofbrandstof te produceren. Maar hij zegt dat ze nog niet hebben laten zien dat ze in het wild kunnen werken. “Wat we moeten doen is echte prestaties zien in een echte omgeving”, zegt hij.
Het bedrijf zal nu beginnen met de productie van de anodes in een fabriek in Californië, waar er 4.000 per jaar kunnen worden geproduceerd. Ze zullen worden gebruikt in een demonstratiefabriek die in Singapore wordt gebouwd en die volgens het bedrijf 10 ton CO2 kan verwijderen en 300 kilogram waterstof per dag kan produceren.
Onderwerpen: