Drie hot topics van de laatste tijd zijn recyclage van afvalproducten, biomassa omzetten in hoogwaardige stoffen, en groenewaterstofproductie. Wanderson Silva, Bhawna Nagar en collega’s van het École Polytechnique Fedérale de Lausanne en het Zwitserse institute of systems engineering combineerden die drie dingen: bananenschillen (afval + biomassa) omzetten tot syngas (H₂ + CO), biokool en andere bruikbare stoffen.

De techniek die ze gebruikten heet foto-pyrolyse en gaat als volgt: neem een bananenschil (of sinaasappelschil, koffieboon, kokosnootschil) en verhit die 24 uur lang op 105°C om vocht en water te verwijderen. Vervolgens maal je de gedroogde biomassa van je keuze tot poeder en zeef je het. Dan neem je een beetje van het poeder (2 tot 10 mg), stop je het in een roestvrijstalen kamer met een inerte argonatmosfeer en stel je het bloot aan lichtflitsen. Die hoge-intensiteit-flitsen van 575 V per stuk genereer je met een xenonlamp; vijf flitsen van 14,5 ms volgen elkaar op met tussenposes van 3 s. Dat resulteert in biokool (33 wt%) en de gassen H₂, CO, CH₄, CO₂ (ruim 15 wt%) en wat lichte koolwaterstoffen.

Wat er gebeurt is dat het licht de microdeeltjes van het biomassapoeder in die paar milliseconden verhit tot boven de 500°C. Daardoor vinden er foto-thermische reacties plaats aan het oppervlak, voornamelijk fotolyse, waarbij de energie van het licht de biomoleculen (lignine, cellulose) in stukjes opbreekt.

De onderzoekers kregen het voor elkaar om van 1 kg bananenschillen 100 l waterstofgas te maken. Uiteindelijk leveren de producten bijna 4,1 MJ/kg meer aan energie op dan de lichtenergie die erin gaat. Het is nu dus alleen nog zaak om al die bananenschillen bij elkaar te rapen.

Silva, W.O. et al. (2022) Chem Sci, DOI: 10.1039/d1sc06322g