NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/kunstmatig-plantenblad-voor-duurzame-brandstof-nr-115/

Geprint op :
11 december 2018
16:15:44

Schone, herwinbare brandstoffen zoals waterstofgas kunnen worden gemaakt door water katalytisch te splitsen in zuurstof, positief geladen waterstof en elektronen. Dit proces vindt ook plaats in de natuur, bij fotosynthese in plantenbladen. De onderzoekers van dit programma kopieerden de natuur door een kunstmatig blad te maken. De stap waarbij het water splitst is echter nog een grote uitdaging voor dit kunstmatig blad.

Om een efficiënt proces te verzekeren, zijn goede en stabiele katalysatoren nodig die bovendien aan electrode-oppervlakten kunnen worden vastgemaakt. Onlangs hebben de onderzoekers zo'n robuuste katalysator, die eenvoudig verankerd kan worden aan oppervlakten, elektrochemisch getest . De beproefde katalysator, die was gemaakt van iridium, werkte meer dan twaalf uur zonder enige afname in activiteit. 

Net als een plantenblad
Recent is ook een andere iridium-katalysator ontwikkeld waarmee water wordt gesplitst. Het team van prof.dr. Joost Reek en prof.dr. Fred Brouwer (Universiteit van Amsterdam) hebben deze katalysator gecombineerd met een chromofoor (een molecuul dat verantwoordelijk is voor lichtabsorptie), natriumpersulfaat en licht.

In dit systeem wordt de chromofoor (een platinaporfyrine) aangeslagen door licht. De chromofoor verliest daardoor een elektron. Het natriumpersulfaat, dat speciaal voor dit doeleinde is toegevoegd aan het systeem, vangt dit losgeslagen elektron op. De chromofoor heeft nu voldoende (oxidatie)energie om de iridiumkatalysator te oxideren en watersplitsing plaats te laten vinden. Net als in een plantenblad vormt deze reactie zuurstof, elektronen en positieve waterstofionen (H+).

De onderzoekers brengen de losse componenten van dit systeem nu in gereedheid om ze te verankeren aan elektrode-oppervlakten, zodat het kunstmatig blad optimaal kan werken. In het blad zullen de elektronen (die nu nog worden opgenomen door natriumsulfaat) met gevormde positieve waterstofionen samengaan om waterstof te maken. Het uiteindelijke systeem zal dus op katalytische wijze de duurzame brandstof waterstof maken, aangedreven door zonlicht.