Vlaamse onderzoekers werken aan een fotoelektrochemische cel die waterstof maakt uit zonlicht en organische verontreinigen uit de buitenlucht. Hij werkt geheel in de gasfase, melden Sammy Verbruggen en collega’s van de KU Leuven en de Universiteit Antwerpen in ChemSusChem.

Dat van die gasfase is het grote nieuws. Er zijn al eerder cellen bedacht die waterstof vrijmaakten uit biomassa en andere organische reststoffen, maar tot nu toe functioneerden die uitsluitend in de vloeistoffase.

De Vlaamse cel lijkt qua constructie sterk op die eerdere cellen. Hij bestaat uit twee compartimenten, gescheiden door een Nafion-membraan dat alleen H⁺ doorlaat. Aan een platina kathode in het ene compartiment wordt H₂ gevormd, terwijl een titaniumdioxide-anode in het andere compartiment zorgt voor de fotokatalytische afbraak en de vorming van de protonen. Dat gebruik van TiO₂ houdt automatisch in dat de cel in zijn huidige vorm alleen werkt op uv-licht; om op zichtbaar licht te kunnen draaien zal een andere anode moeten worden gevonden.

Om te beginnen is de cel uitgetest met waterdamp; dat water wist hij aardig te splitsen. Vervolgens zijn proeven gedaan met methanol als modelstof, en stikstof als inert draaggas. Wat er dan chemisch precies gebeurt is nog verre van duidelijk; er komt in elk geval waterstof uit maar metingen met FTIR-infraroodspectrometrie laten zien dat daarnaast een breed scala aan organische intermediairen ontstaat.

Die chemie wordt nog ingewikkelder wanneer je in plaats van pure stikstof imitatielucht gebruikt, dus met zuurstof er doorheen. Zoals verwacht gaan de prestaties van de cel hierdoor achteruit, zij het niet zo sterk als wanneer je zuurstof oplost in de vloeistoffase.

Dat je met zo’n cel lucht kan zuiveren en er nog energie in de vorm van waterstof aan kunt overhouden ook, heeft op zijn minst propagandistische waarde. Of het zich echt leent voor opschaling naar een formaat dat zoden aan de dijk zet, is een beetje de vraag.

bron: KU Leuven