Met deze nieuwe techniek wordt een bestaande methode van waterstofproductie efficiënter gemaakt.
Warmte wordt vaak weggegooid. Denk maar eens aan de warmte die verloren gaat bij de productie van elektriciteit of bij het koelen van de deeltjesversneller van CERN. Gelukkig weiden steeds meer wetenschappers hun kostbare tijd aan het duurzaam inzetten van restwarmte. Zo wil CERN de overgebleven energie inzetten om huizen te verwarmen. Noorse onderzoekers gooien het over een andere boeg; ze willen restwarmte gebruiken om waterstof te maken.
Lees ook:
Blauwe energie
Voor de productie van waterstof maakten de wetenschappers gebruik van de techniek omgekeerde elektrodialyse of RED van reverse electrodialysis. RED berust op twee speciale membranen, waarbij negatief geladen ionen (anionen) door het ene membraan bewegen en positief geladen ionen (kationen) door het andere membraan.
De membranen scheiden een verdunde zoutoplossing van een geconcentreerde zoutoplossing, waarbij ionen migreren van de geconcentreerde naar de verdunde oplossing. En omdat de twee verschillende soorten membranen worden afgewisseld, worden de anionen en kationen gedwongen om in tegengestelde richtingen te bewegen. Het resultaat: zogeheten blauwe energie wordt opgewekt.
Er kleeft alleen een groot nadeel aan deze techniek, want na verloop van tijd verdampt het water waarin het zout is opgelost, met als gevolg dat de zoutconcentraties steeds dichter bij elkaar komen te liggen. En dan kan er geen energie meer worden opgewekt.
Restwarmte
Daar hebben de Noorse wetenschappers iets op gevonden: ze gebruiken restwarmte om water te verdampen zodat de zoutconcentraties omhoog schiet (methode 1) of ze onttrekken juist zout aan de oplossing, zodat de concentratie verlaagt (methode 2). Op die manier worden de twee oplossingen weer verschillend genoeg. Om dit proces te laten werken, moest het team wel gebruik maken van kaliumnitraat in plaats van gewoon zout, want dat reageert anders op warmte.
Na verschillende experimenten te hebben uitgevoerd, ontdekte het team dat water verdampen meer waterstof oplevert dan zout onttrekken aan de concentraties. De waterstofproductie was vier keer hoger voor het verdampingssysteem dat werkte bij 25 graden Celsius en twee keer hoger voor een systeem dat werkte bij 40 graden in vergelijking met de ‘onttrekmethode’. Dat maakt de eerste methode kosteneffectiever.
Helaas kleeft ook aan deze methode nog een nadeel: de gebruikte membranen zijn erg duur. Daarover zegt hoofdonderzoeker Kjersti Wergeland Krakhella: “De membranen zijn het duurste onderdeel van ons systeem. Maar iedereen weet dat we iets aan het milieu moeten doen, en de prijs is mogelijk veel hoger voor de samenleving als we geen schone energie ontwikkelen.”
Bronnen: Energies, Norwegian University of Science and Technology, De Ingenieur
Beeld:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!