06-05-2020 15:56 | Door: Marc Seijlhouwer

Amerikaanse onderzoekers bouwden een van de simpelste 'kunstmatige bladeren' ooit. Door een apparaatje in water te leggen en in de zon te zetten produceert het waterstof; verder is er niets nodig. Hoewel de efficiency van het ding nog te wensen overlaat, toont het wel een toekomst van op de natuur geïnspireerde duurzame energie.

Bomen en planten absorberen CO2 en produceren zuurstof en energie. Dat doen ze met een vanzelfsprekendheid waar menselijke technologie nog niet bij kan. Toch proberen onderzoekers al jaren om een effectief 'kunstmatig blad' te maken, dat zonlicht gebruikt om een duurzame brandstof te produceren.

Onderzoekers van de Rice University bouwden een apparaatje dat zonlicht gebruikt om water om te zetten in waterstof. Het is in feite een zonnecel en elektrolyzer (de machine die water met behulp van elektriciteit omzet in waterstof) in één, die bovendien op zichzelf kan opereren. Opschaling van deze technologie kan een doorbraak betekenen voor de transitie naar betaalbare, duurzame energie (SDG 7).

Lees ook: Kunstmatig blad zet CO2 om in brandstof

Perovskiet

Het handzame apparaatje bevat perovskiet, een kristal dat zonlicht opvangt en omzet in elektriciteit. Perovskeit werkt in theorie beter dan silicium, maar is kwetsbaar, en vereist dure andere materialen om goed te werken. De onderzoekers wisten beiden problemen te verhelpen. In plaats van platinum gebruikte Rice University koolstof en andere, veelvoorkomende elementen om het perovskiet te laten werken. Daarnaast voorzagen ze het hele apparaat van een beschermend polymeerlaagje, waardoor het lange tijd in water kan liggen zonder beschadigingen.

7 procent rendement

In de beste omstandigheden werd bijna 7 procent van de zonne-energie omgezet in waterstof. Als je losse zonnepanelen gebruikt om elektriciteit op te wekken, en die elektriciteit vervolgens gebruikt om waterstof te maken, is de efficiency hoger. Maar dit apparaat kan lang lange tijd doorwerken door het buiten in de zon in een bak water te leggen, en kan zo lange tijd eenvoudig waterstof maken. Omdat alles in één module zit, kan je het eventueel zelfs gebruiken als draagbare waterstoffabriek - hoewel er wel veel zonlicht nodig is om een bruikbare hoeveelheid brandstof te maken.

De onderzoekers hopen dat de cel grootschalig geproduceerd kan worden. Omdat er geen platinum nodig is, liggen de kosten in ieder geval lager dan bij andere kunstmatige bladeren. Ook de efficiency is iets hoger. Of het genoeg is voor een doorbraak moet nog blijken.

Lees ook: Winstgevende waterstof door verkoop bijproducten

Bron: Rice University | Beeld: Jia Lang