Brandstofcellen op waterstof en zonnenenergie zijn de milieuvriendelijke en bron-besparende energievoor-ziening van morgen. Voor de combinatie van beide (de opwekking van waterstof door de splitsing van water met behulp van zonlicht) geldt dat het resultaat zeer schoon is. Engelse onder-zoekers lijken de doorbraak nabij.
Splitsing van water gaat met de huidige technieken minder goed door de hoge kosten en begrensde levensduur van het katalytisch systeem. Een team van de University of East Anglia in Norwich (Verenigd Koninkrijk) ontwikkelde een efficiënt werkende, robuuste foto-elektrode die is opgebouwd uit gangbare, betaalbare materialen.
Opbouw en werking
Het nieuwe systeem bestaat uit een goudelektrode, die laag voor laag wordt afgedekt met indiumfosfide (InP) nanodeeltjes. Daarna brengen de onder-zoekers een ijzer- zwavel-complex [Fe2S2(CO)6] in de lagen aan. In water gedompeld, onder bestraling met licht en met een relatief geringe elek-trische spanning produceert dit foto-elektrokatalytisch systeem waterstof met een rendement van 60%.
De onderzoekers stellen zich de volgende reactie voor. De InP-nanokris-tallen vangen het invallend licht op en dat stoot de elektronen in het fosfide aan. In deze aangestoten toestand kunnen de elektronen worden overge-dragen op het ijzer-zwavel-complex. In een katalytische reactie geeft het ijzer-zwavel-complex de elektronen weer door aan waterstofionen (H+) van het omringende water, die dan als waterstof (H2) vrijkomen. De goud-elektrode zorgt intussen voor de noodzakelijke aanvoer van elektronen voor de InP-nanokristallen.
Veelbelovend
Anders dan andere actuele processen werkt het nieuwe systeem zonder organische moleculen, die in geladen toestand moeten worden gebracht en daardoor steeds verder degenereren. Dat proces begrenst de levensduur van systemen met organische componenten. Het nieuwe systeem is zuiver anorganisch en heeft een veel langere levensduur. Het nieuwe fotokata-lytisch elektrode system is robuust, efficiënt, goedkoop en bevat geen giftige zware metalen. Het zou daarom een veelbelovend alternatief kunnen worden voor industriële waterstofproductie.