Onderzoekers maken groene waterstof én waardevolle chemicaliën met één proces

In dit artikel:

Onderzoekers van het Technion in Israël hebben een elektrochemisch proces ontwikkeld dat tegelijk groene waterstof en epoxiden produceert. Die chemische verbindingen worden gebruikt voor onder meer kunststoffen, coatings, lijmen en geneesmiddelen. Daarmee kan de installatie naast waterstof ook een verkoopbaar product opleveren, wat de relatief hoge kosten van waterstof uit hernieuwbare elektriciteit mogelijk compenseert. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications.

In traditionele elektrolyse wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof, waarbij die zuurstof meestal weinig economische waarde heeft. Het Israëlische team verving de zuurstofreactie door epoxidesynthese. Voor beide reacties rapporteert het een faradische efficiëntie van 98 procent: vrijwel alle elektrische lading wordt gebruikt voor de gewenste producten. Dat cijfer zegt echter niet dat 98 procent van de ingevoerde energie nuttig wordt omgezet; ook de benodigde spanning en het totale energieverbruik zijn bepalend.

Het systeem werkt bovendien zonder traditioneel scheidingsmembraan. Een redoxmediator, die elektronen kan opnemen en afstaan, maakt het mogelijk de elektrochemische reacties van elkaar los te koppelen. Volgens de onderzoekers is ook een stroomdichtheid bereikt die perspectief biedt voor industriële elektrolyse. Een eerdere technologie van dezelfde onderzoeksgroep wordt al door waterstofbedrijf H2Pro gecommercialiseerd.

De economische haalbaarheid staat nog niet vast. Die hangt onder meer af van de grondstofprijzen, de zuiverheid en scheidingskosten van het epoxide, de vraag naar het chemische product en de levensduur van het systeem. Laboratoriumresultaten garanderen daarom nog geen goedkopere waterstof op industriële schaal. Het team heeft inmiddels een Amerikaanse octrooiaanvraag ingediend. De kern van de innovatie is een installatie met mogelijk twee inkomstenstromen: waterstof en chemicaliën.