Iridium is nog onmisbaar in PEM–elektrolysers (Proton Exchange Membrane-technologie). Onderzoekers van TNO hebben nu een methode ontwikkeld waarmee 200 keer minder van dit schaarse materiaal nodig is. Ze behalen een performance van 25 – 46% van de huidige generatie elektrolysers.
Op dit procedé is patent aangevraagd.
“De voorziene groei van groene waterstof van 300 megawatt in 2020 naar tientallen gigawatt in 2030, heeft een keerzijde”, zegt TNO-er Lennart van der Burg. “Het betekent een evenredig groeiende behoefte aan het schaarse iridium voor de te bouwen elektrolysers. Uit eerder onderzoek blijkt dat de opschaling van elektrolyse in gevaar komt vanwege de zeer beperkte beschikbaarheid van schaarse materialen, met name iridium en platinum. Over tien jaar zou de vraag naar iridium de beschikbare hoeveelheid ver overtreffen. Bovendien zijn we voor de levering afhankelijk van slechts een handjevol landen, met alle risico’s van dien.
Onderzoekers van TNO Faraday Lab in Petten, gespecialiseerd in elektrolyse, werkten samen met collega’s in Eindhoven, waar spatial Atomic Layer Deposition (Sald) is ontwikkeld, een methode om extreem dunne lagen functionele materialen op grote oppervlakken aan te brengen. Die was bedoeld om een nieuwe generatie displays voor tv’s, tablets en smartphones te ontwikkelen en is nu toepasbaar gemaakt voor elektrolysers.
Stabiliteit aangetoond
De afgelopen twee jaar deed TNO experimenten met de Sald-technologie. De onderzoekers brachten iridium aan op een poreuze transportlaag van titanium. De werking en stabiliteit van het nieuwe procedé is inmiddels getest en er trad volgens de onderzoekers nauwelijks degradatie op. Het membraan in de elektrolyser blijft bovendien vrij van iridium en is daardoor beter te recyclen/ hergebruiken.
Opschalen noodzakelijk
Binnen het samenwerkingsverband Voltachem brengt TNO de technologie met een groep industriële partners van het lab naar de praktijk. Daarvoor moet de methode eerst worden opgeschaald op pilotschaal om de werking in praktijkomstandigheden aan te tonen.