In Zwitserland is een elektrolysecel uitgevonden die water splitst zonder membraan. Vloeistofdynamica houdt de waterstof en de zuurstof van elkaar gescheiden, schrijven Demetri Psialtis en collega’s van de EPFL in Lausanne in Energy & Environmental Science.

Om precies te zijn maken ze gebruik van het Segré-Silberbergeffect. Bij laminaire stroming door een nauwe spleet tussen twee platen worden deeltjes, die zich in de vloeistof bevinden, tegen de dichtstbijzijnde plaat gedrukt. Die platen zijn in dit geval de elektrodes, de vloeistof is voornamelijk water en de deeltjes zijn de H₂- en O₂-belletjes die er op ontstaan. Op het punt waar de vloeistofstroom de elektrodes verlaat, kun je beide gassen elk aan hun eigen kant opvangen.

Uiteraard werkt het alleen wanneer de afstand tussen de elektrodes én de stroomsnelheid juist zijn afgesteld. Zelf spreken de auteurs van een ‘delicate balans’.

Maar dan heeft het wél grote voordelen: je bent af van de weerstand van het ionendoorlatende membraan, en je kunt werken bij elke gewenste pH zonder dat je bang hoeft te zijn dat dat membraan er door wordt aangetast. Dat laatste betekent weer dat je voor je elektrodes goedkope, onedele metalen kunt gebruiken, die je beschermt tegen corrosie door je water te bufferen op een pH die voor bijvoorbeeld een Nafion-membraan veel te hoog is.

De Zwitsers claimen dat ze hiermee water kunnen splitsen bij een stroomdichtheid van 300 mA/cm², met een energetisch rendement van 42 %. Er lekt dan wel een beetje waterstof naar de zuurstofkant, maar de concentratie loopt niet verder op dan 0,4 %. Dat is een geruststellende factor 10 beneden de explosiegrens.

Momenteel proberen ze de laboratoriumopstelling op te schalen. Dat kan alleen door het oppervlak van de elektrodes te vergroten; van de onderlinge afstand moet je immers per definitie afblijven. Hoe ver je zo kunt komen zonder dat de stroming instabiel wordt, is een kwestie van afwachten.

bron: ChemistryWorld