Het is mogelijk om waterstof te maken voor brandstofcellen door het gas uit zeewater te halen, maar de benodigde elektriciteit maakt het proces duur. UCF onderzoeker Yang heeft een nieuw hybride nanomateriaal ontwikkeld dat zonne-energie gebruikt om waterstof uit zeewater goedkoper en efficiënter te produceren dan huidige materialen.
De doorbraak kan leiden tot een nieuwe bron van brandstof. De overstap naar waterstof als brandstof voor Florida is een logische keuze daar zonneschijn en zeewater overvloedig zijn.
Yang werkt al bijna 10 jaar aan het splitsen van zonne-waterstof.
Fotocatalyst
Een materiaal dat waterstof uit zeewater maakt met energie uit het licht. Toen hij zijn onderzoek begon richtte Yang op het gebruik van zonne-energie om waterstof uit gezuiverd water te halen. Het is een veel moeilijkere taak met zeewater; de benodigde fotokatalysatoren zijn niet duurzaam genoeg om met de biomassa in zeewater en bijtend zout te werken.
Effectief
Yang en zijn onderzoeksteam hebben, zoals gerapporteerd in het tijdschrift Energy and Environmental Science, een nieuwe katalysator ontwikkeld die niet alleen een veel breder spectrum van licht kan opvangen dan andere materialen, maar ook aan de zware omstandigheden in zeewater voldoet.
“We hebben een nieuw venster geopend om echt water te splitsen, niet alleen gezuiverd water in een lab. Dit werkt echt goed in zeewater.”
Yang ontwikkelde een werkwijze voor het vervaardigen van een fotokatalysator samengesteld uit een hybride materiaal. Typische katalysatoren kunnen alleen een beperkte bandbreedte van licht naar energie omzetten. Met zijn nieuwe materiaal kan Yang’s team de bandbreedte van licht aanzienlijk vergroten.
“We kunnen veel meer zonne-energie absorberen uit het licht dan het conventionele materiaal. Als het commercieel is, zou het goed zijn voor de economie van Florida. We hebben veel zeewater in Florida en veel zonneschijn.”
“In veel situaties is het produceren van een chemische brandstof uit zonne-energie een betere oplossing dan het produceren van elektriciteit uit zonnepanelen. Dat elektriciteit moet worden gebruikt of opgeslagen in batterijen, die afbreken, terwijl waterstofgas gemakkelijk wordt opgeslagen en vervoerd.”
Produceren
Het vervaardigen van de katalysator is relatief makkelijk en goedkoop. Yang’s team gaat door met zijn onderzoek door zich te concentreren op de beste manier om de fabricage te schalen en de prestaties verder te verbeteren, zodat waterstof uit afvalwater kan worden gesplitst.