Evenveel waterstof met 75% minder edelmetaal: deze vondst kan de kosten drukken

In dit artikel:

Onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hebben een katalysator ontwikkeld die de productie van groene waterstof efficiënter en mogelijk goedkoper maakt. Hun resultaten verschenen in Nature Communications.

De katalysator bestaat uit groepjes van drie of vier rutheniumatomen in een één atoom dikke laag. In tegenstelling tot traditionele katalysatoren, waarin veel edelmetaalatomen ongebruikt binnenin kleine deeltjes zitten, kan vrijwel elk atoom aan de chemische reactie deelnemen. Een ondergrond van wolfraamcarbide voorkomt dat de groepjes samensmelten. Daarnaast helpen speciale oppervlaktemoleculen watermoleculen sneller waterstofionen door te geven.

In een elektrolyser met een anionenwisselmembraan behaalde de katalysator bij 80 graden Celsius en 2 volt een stroomdichtheid van 9,82 ampère per vierkante centimeter. Daarmee presteerde hij vergelijkbaar met een commerciële platinakatalysator, terwijl 75 procent minder edelmetaal nodig was. Per gram edelmetaal lag de activiteit ongeveer vier keer hoger. Na 500 uur continu gebruik verloor de nieuwe katalysator bovendien ongeveer half zoveel prestaties als de platinavariant.

De ontdekking kan de investerings- en onderhoudskosten van elektrolysers verlagen, maar bewijst nog niet dat groene waterstof daardoor daadwerkelijk goedkoper wordt. Daarvoor moet de katalysator nog jarenlang betrouwbaar functioneren in grotere installaties; bovendien blijft elektriciteit een belangrijke kostenpost.