EO

Membraanloze elektrolyzer voor waterstofproductie

21 juli 2021 om 14:01 uur

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

Taiwanese  krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt een gebouw dat geheel is bedekt met zonnepanelen. De iconische ‘Sun Rock’ moet jaarlijks 1 miljoen kWh stroom gaan leveren.

Treinen ontwerpen

Treinen ontwerpen

Binnenkort verschijnt de publicatie Treinen ontwerpen. Auteur van het boek, Niels Greif, was als ontwerper bijna vijf decennia betrokken bij Nederlandse Spoorwegen en maakte alles mee, van het eerste ontwerp, het …

Worm van door lithium brengt batterijen weer tot leven

'Worm van dood lithium' wekt batterijen weer tot leven

Onderzoekers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy en de Stanford University (VS) hebben een manier gevonden om oplaadbare lithiumbatterijen nieuw leven in te blazen, waardoor het…

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

27 januari 2022, Amsterdam en online

The Things Conference

Conferentie over Lorawan

7 februari 2022

Week van de Circulaire Economie

Circulaire ondernemers zetten hun deuren open voor publiek.

10 februari 2022, online

Ignite

Techleap.nl Summit 2022

Meer agendapunten »