Waterstofproductie met minder metalen

Een team onderzoekers van de Universiteit Twente onder leiding van Marco Altomare hadden met een nieuwe methode minder edelmetalen zoals platina nodig bij de productie van groene waterstof zonder dat dit ten koste ging van de prestaties. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Functional Materials van Wiley VCH.

Polymeer elektrolyt membraan (PEM) waterelektrolysers en brandstofcellen gebruiken katalysatoren van edelmetalen zoals platina en iridium om de productie en conversie van waterstof zo efficiënt mogelijk te maken. Deze katalysatoren zijn echter duur en schaars en beperken dus de grootschalige ontwikkeling van waterstoftechnologieën. Daarom wil het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) tegen 2026 prestaties bereiken die ongeveer 5-10 keer hoger zijn dan die van de huidige cellen, met minder dan 20% van de momenteel gebruikte hoeveelheid van deze metalen (momenteel ongeveer 3 mg/cm2 als totale lading van platina en iridium) - een grote wetenschappelijke en technologische uitdaging.

Bij het bestuderen van platina als modelkatalysator combineerde het team van Marco Altomare, in samenwerking met partners uit Erlangen (Duitsland) en Pavia (Italië), fysische dampdepositie (PVD) en gecontroleerde thermische behandelingen (bekend als solid-state dewetting) om zeer actieve en duurzame elektroden te maken met een minimale hoeveelheid edelmetaal.

Als volgende doel wil het team van Altomare, in samenwerking met Nederlandse onderzoekscentra en bedrijven, hun elektroden testen onder omstandigheden die relevant zijn voor de industrie, om een efficiënte en stabiele werking van waterelektrolyse aan te tonen en te valideren met edelmetaalbelastingen van minder dan 0,5 mg/cm2. Het bereiken van deze doorbraak is veelbelovend voor de toekomst van groene waterstofproductie en duurzame energie