MIT maakt waterstofproductie industrieel toepasbaar: stabiel, efficiënt en veelbelovend goedkoper
In dit artikel:
Ingenieurs van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een nieuw palladiummembraan ontwikkeld dat bestand is tegen extreem hoge temperaturen en daardoor geschikt lijkt voor industriële waterstofscheiding. In een recent onderzoek, gepubliceerd in Advanced Functional Materials, beschrijven de onderzoekers een ontwerp waarbij geen doorlopende palladiumlaag wordt gebruikt, maar kleine palladium‑"pluggen" ingebed in de poriën van een silica‑drager. Deze discrete nanostructuren voorkomen dat het palladium bij hoge temperatuur krimpt, samenklontert of scheurt, problemen die conventionele palladiumfilms boven ongeveer 800 kelvin onbruikbaar maken.
De membranen bleken in laboratoriumtests meer dan 100 uur stabiel te blijven bij 1.000 kelvin — ongeveer 200 kelvin hoger dan de gebruikelijke limiet. Palladium blijft aantrekkelijk omdat het waterstofmoleculen selectief aantrekt, dissocieert in atomen, doorlaat en aan de andere kant weer recombineert tot H2, waardoor zeer zuivere waterstof kan worden gewonnen. Door de hogere temperatuurtolerantie kunnen processen zoals stoomreforming van methaan en ammoniakkraken sneller en efficiënter verlopen, wat leidt tot hogere waterstofopbrengst per tijdseenheid, lager energiegebruik en minder onderhoud.
Het nieuwe ontwerp gebruikt bovendien minder palladium doordat het materiaal in kleine, discrete structuren zit in plaats van in massieve films, wat kosten- en materiaalefficiëntie verbetert — belangrijk gezien de hoge prijs en beperkte beschikbaarheid van palladium. De onderzoekers benadrukken dat opschaling en tests onder realistische bedrijfssituaties nodig zijn voordat de technologie industrieel wordt toegepast, maar noemen het een veelbelovende route naar praktische, hoogtemperatuurbestendige membranen voor grootschalige waterstofproductie.
Kortom: door slimme nanostructuur‑ontwerpen heeft MIT een manier gevonden om palladiummembranen thermisch te stabiliseren tot 1.000 K, wat de deur opent naar efficiëntere, langdurige en mogelijk goedkopere industriële waterstofproductie — een relevante ontwikkeling voor de energietransitie en de productie van decarboniseerde brandstoffen.