Onderzoekers laten membraan weg uit elektrolyser, met opvallend resultaat

In dit artikel:

Onderzoekers Charlie Creissen en Lewis Cousins van Keele University in het Verenigd Koninkrijk hebben een elektrolyser ontwikkeld die twee producten tegelijk maakt: groene waterstof en een grondstof voor duurzamere kunststoffen. Hun methode gebruikt geen membraan, omdat aan de tweede elektrode geen zuurstof ontstaat. In plaats daarvan wordt de organische verbinding hydroxymethylfurfural (HMF) geoxideerd tot furaandicarbonzuur (FDCA), een grondstof voor PEF, een biobased alternatief voor PET.

HMF kan worden gemaakt uit suikers en koolhydraten in biomassa, waaronder reststromen uit de voedselproductie. Het proces combineert daarmee de productie van waterstof met het benutten van afval als alternatief voor aardolie in de kunststofindustrie. Dat kan economisch aantrekkelijker zijn dan conventionele elektrolyse, waarbij zuurstof doorgaans veel minder waardevol is dan waterstof.

Volgens de onderzoekers werkte het systeem bij hoge stroomdichtheden van 500 milliampère per vierkante centimeter met een celspanning van minder dan 1,5 volt. Een lagere spanning kan het elektriciteitsverbruik verlagen, terwijl de membraanloze opbouw de installatie eenvoudiger en goedkoper kan maken. De onderzoekers melden bovendien reactiesnelheden die relevant kunnen zijn voor industriële toepassingen.

De technologie bevindt zich nog in de ontwikkelfase. Voedselafval kan niet rechtstreeks in de elektrolyser worden gebruikt: het moet eerst worden verwerkt tot geschikte moleculen zoals HMF. Voor grootschalige toepassing moeten onder meer de kosten en efficiëntie van die keten, de levensduur van de elektroden, de zuiverheid van de grondstoffen en de bedrijfszekerheid worden aangetoond.