EO

Membraanloze elektrolyzer voor waterstofproductie

21 juli 2021 om 14:01 uur

Prototype op laboratoriumschaal van de membraanvrije waterelektrolyzer. Foto: HIMS.

Een groep onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Amsterdam presenteert een nieuw type membraanloze elektrolyzer die bij hoge stroomdichtheid water kan splitsen in waterstof en zuurstof, met katalysatoren uit goedkope, veel voorkomende materialen.


Het onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met Wuhan University en Wuhan University of Technology, is onlangs gepubliceerd in Nature Communications.

 

Hoewel elektrolyzers al meer dan 200 jaar bekend zijn, staat de technologie nog steeds voor grote uitdagingen. Zo is de conventionele alkalische elektrolyse vooral geschikt voor lage stroomdichtheid en lage hoge druk, terwijl de opkomende elektrolysetechnologie gebaseerd op een proton-echxange membrane (PEM) afhankelijk is van katalysatoren met schaarse edelmetalen, en bovendien uitgebreide waterzuivering vereist. 

 

De nieuwe elektrolyser produceert waterstofgas met een zuiverheid van meer dan 99%. Volgens Dr. Yan is het ontwerp van de elektrolyzer zeer robuust, en werkt deze even goed met speciaal gedeïoniseerd water als met gewoon leidingwater.

 

Membraanloze elektrolyzer voor waterstofproductieSchematische weergave van de bereiding van de microgestructureerde FeP-CoP ingebedde stikstof-gedoteerde koolstofelektrokatalysator die het hart vormt van de nieuwe elektrolyser. Afbeelding: HEM.  

 

De nieuwe elektrolyser bestaat uit twee identieke en afzonderlijke compartimenten met een sandwichachtige architectuur. Door deze sandwich stromen twee oplossingen: een waterstofrijke katholiet en een zuurstofrijke anoliet. Tijdens bedrijf gaan de anoliet en katholiet heen en weer, zodat de rollen van elk compartiment continu worden omgekeerd. Als resultaat levert de nieuwe elektrolyser waterstofgas met een zuiverheid van meer dan 99%.  

 

Volgens Yan combineert deze nieuwe opstelling het beste van twee werelden: "De dicht opeengepakte sandwichstructuur resulteert in een korte reisafstand van ionen, waardoor de ohmse weerstand van onze membraanvrije cel vergelijkbaar is met die van een PEM-elektrolyser. Samen met de scheiding van de twee reactiekamers, opent dit mogelijkheden voor de cel om te werken met hoge stroomdichtheden die vergelijkbaar zijn met die van PEM's. Bovendien is ons elektrolyserontwerp zeer robuust en werkt het even goed in gedeïoniseerd water als in gewoon kraanwater." 

 

Cyclische werking

Om continue prestaties mogelijk te maken, wordt de elektrolyser op een cyclische manier aangedreven waarbij de elektrodekatalysator bifunctioneel is. Tests hebben aangetoond dat hij even goed presteert in de waterreductiereactie als de wateroxidatiereactie.

 

Een belangrijk voordeel hiervan is dat er geen edele metalen nodig zijn. In plaats daarvan gebruikt de cel een aangepaste versie van de met stikstof gedoteerde katalysatoren die eerder door Yan en Gadi Rothenberg zijn ontwikkeld voor brandstofcel- en supercondensatortoepassingen. Deze zeer poreuze en gestructureerde materialen zijn nu gebruikt door promovendus Jasper Biemolt als dragers voor ijzer-kobaltlegeringen en hun fosfidederivaten.

 

Gerelateerd nieuws

Robottextiel  kan mensen helpen ademen

Robottextiel kan mensen helpen ademen (video)

Een nieuw soort vezel kan worden verwerkt tot kleding die voelt hoeveel het wordt uitgerekt of samengedrukt, en dan onmiddellijk voelbare feedback geeft in de vorm van druk, zijwaartse rek of vibratie. Dergelijke stoffen…

FME steunt elektrificatie oproep aan het kabinet

FME steunt elektrificatie oproep aan het kabinet

Elektrificatie – zowel direct, als indirect via waterstof – is een belangrijke weg om de Nederlandse industrie vergaand te verduurzamen. Het aanleggen van deze route gaat echter te traag. FME steunt daarom de oproep…

Een gevoelige manier om transistordefecten te detecteren

Een gevoelige manier om transistordefecten te detecteren

Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) en de Pennsylvania State University hebben een nieuwe, zeer gevoelige methode bedacht en getest voor het detecteren en tellen van defecten in…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

21 oktober 2021, online

Altair Future.Industry Experience

Over ontwikkelingen in de maakindustrie.

10 november 2021

Google Innovation Bootcamp

Een online internationaal evenement op het gebied van infra, data en workspace.

10 november 2021

Precisiebeurs

Het jaarlijkse ontmoetingsmoment voor professionals uit de precisietechnologie.

Meer agendapunten »