Apparaat op zonne-energie produceert schoon water en schone brandstof tegelijkertijd

By Team IO

Een nieuw apparaat dat tegelijkertijd schoon water en brandstof produceert, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Cambridge, zou wel eens van pas kunnen komen in off-grid omgevingen. Het werkt met elke open waterbron en heeft geen externe energie nodig, aldus de universiteit in een persbericht.

Het is geïnspireerd op fotosynthese, het proces waarbij planten zonlicht omzetten in voedsel. Maar in tegenstelling tot eerdere versies van het ‘kunstmatige blad’, die groene waterstofbrandstof konden produceren uit schone waterbronnen, werkt dit nieuwe apparaat op vervuilde of zeewaterbronnen en kan het tegelijkertijd schoon drinkwater produceren.

Een grote sprong in zonne-energie: op de natuur geïnspireerd zonneblad is veel efficiëntier

Het gebruik van zonne-energie neemt elke dag toe, maar fotovoltaïsche (PV) cellen zetten slechts een fractie van de zonne-energie om in elektriciteit.

Het apparaat

Tests met het apparaat toonden aan dat het schoon water kon produceren uit sterk vervuild water, zeewater en zelfs uit de rivier de Cam in het centrum van Cambridge. De resultaten staan in het tijdschrift Nature Water.

“Het samenbrengen van de productie van zonnebrandstoffen en waterzuivering in één apparaat is lastig,” zegt Dr. Chanon Pornrungroj van Cambridge’s Yusuf Hamied Department of Chemistry, de co-lead auteur van het artikel. “Watersplitsing door zonne-energie, waarbij watermoleculen worden opgesplitst in waterstof en zuurstof, moet beginnen met volledig zuiver water omdat verontreinigingen de katalysator kunnen vergiftigen of ongewenste chemische nevenreacties kunnen veroorzaken.”

De onderzoeksgroep heeft een soort speciale coating op een dun en sterk koolstofnet aangebracht. Dit net kan zowel licht als warmte goed opnemen. Hierdoor ontstaat waterdamp, en die waterdamp wordt gebruikt om waterstof te produceren met behulp van de speciale coating. Het koolstofnet is behandeld, zodat het geen water absorbeert, en het drijft op het wateroppervlak. Dit zorgt ervoor dat de speciale coating niet in contact komt met het water eronder, wat de werking ervan zou kunnen verstoren. Dit is een methode om waterstof te maken zonder dat onzuiverheden in het water het proces verstoren.

Wereldwijd

Een apparaat dat tegelijkertijd schone brandstof en schoon water kan maken door alleen zonne-energie te gebruiken, zou kunnen helpen om de energie- en watercrises aan te pakken waarmee zoveel delen van de wereld te kampen hebben. De luchtvervuiling binnenshuis door koken op ‘vuile’ brandstoffen, zoals kerosine, is volgens de Wereldgezondheidsorganisatie bijvoorbeeld verantwoordelijk voor meer dan drie miljoen doden per jaar. Koken met groene waterstof zou dat aantal aanzienlijk kunnen verminderen. En wereldwijd hebben 1,8 miljard mensen nog steeds geen veilig drinkwater thuis.