Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Onderzoekers hebben een drijvend apparaat ontwikkeld dat met zonne-energie vervuild water of zeewater kan omzetten in waterstof én schoon drinkwater.
Over het nut hoeven we het eigenlijk niet te hebben. Er zijn een heleboel plekken op aarde waar gebrek is aan zuiver drinkwater en waar ook een schone, goedkope energiebron meer dan welkom is. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben een apparaat ontwikkeld dat beide kan leveren.
Het systeem is geïnspireerd op fotosynthese, het proces waarbij planten zonlicht omzetten in voedsel. Die techniek om met zo’n kunstmatig blad en zonlicht waterstof te produceren wordt al langer onderzocht, maar het probleem was altijd dat zo’n systeem daarvoor zuiver water nodig heeft.
Lees ook:
- Goedkoop apparaat moet water zuiveren na natuurrampen
- Koreanen zuiveren water en wekken daarbij ook energie op
Watersplitsing
Chanon Pornrungroj, een van de onderzoekers binnen het project, zegt daarover: “Het combineren van de productie van zonnebrandstoffen en waterzuivering in één apparaat is lastig. Watersplitsing door zonne-energie, waarbij watermoleculen worden opgesplitst in waterstof en zuurstof, moet beginnen met volledig zuiver water omdat verontreinigingen de katalysator kunnen vervuilen of ongewenste chemische nevenreacties kunnen veroorzaken.”
Nanostructuur
Zijn collega en co-auteur Ariffin Mohamad Annuar voegt toe dat in afgelegen gebieden of ontwikkelingsregio’s, waar schoon water en waterzuiveringssystemen schaars zijn, watersplitsing extreem moeilijk is. “Een apparaat dat dat met vervuild water kan werken, zou twee problemen tegelijk kunnen oplossen: het kan water splitsen om schone brandstof te maken, en het kan schoon drinkwater maken.”
Dat kregen de twee voor elkaar door een fotokatalysator (materiaal dat een chemische reactie versnelt op basis van zonlicht) aan te brengen die op een koolstofnet met een nanostructuur. Door die nanostructuur wordt zowel licht als warmte goed geabsorbeerd en met die warmte wordt de waterdamp gegenereerd die vervolgens door de fotokatalysator wordt gebruikt om waterstof te maken.” De overgebleven schone waterdamp laten ze neerslaan en is dus drinkbaar water.
De onderzoekers testten hun apparaat in open water, waaronder water uit de rivier de Cam in het centrum van Cambridge en troebel industrieel afval uit de papierindustrie. Zelfs in zeewater leverde het apparaat na 154 uur slechts 20 procent van zijn prestaties in.
En nu?
Volgens de onderzoekers is het apparaat een eenvoudig ontwerp dat in een paar stappen te monteren is. Pornrungroj: “Het is heel ongevoelig voor vervuilende stoffen, en door het drijvende ontwerp werkt hij in zeer troebel of modderig water. Het is een zeer veelzijdig systeem, dat overigens nog wel een proof of principle is en dus alleen aantoont dat het in principe werkt. De volgende stappen zijn dus voor het echie bouwen en dan opschalen tot een nuttig apparaat.
Bron: University of Cambridge, New Atlas
Beeld: University of Cambridge