Marc Koper onderzoekt brandstof uit water en CO2
Energie winnen uit zonlicht en water: dát zou een oplossing zijn voor ons grootste milieuprobleem. Elektrochemicus Marc Koper onderzoekt de basis voor een CO2-neutrale toekomst. Over zijn werk staat nu een dossier online.
Schadelijke energiewinning
De mensheid heeft zichzelf geleerd om met behulp van warmte energie op te wekken. Door verbranding van kolen, aardgas en olie houden we onszelf warm, wekken we elektriciteit op en laten we onze voertuigen rijden. Maar aan deze vorm van energiewinning kleven twee grote bezwaren, zegt Marc Koper. ‘Ten eerste pompen we zo een ongelofelijke hoeveelheid CO2 de lucht in, wat zeer schadelijk is voor de mens en de natuur. Ten tweede is energiewinning uit warmte erg inefficiënt, er gaat veel energie verloren tijdens het proces.’ Om CO2-opeenhoping in de atmosfeer te voorkomen kun je twee dingen doen, zegt hij: óf een brandstof gebruiken die geen CO2 uitstoot, óf het CO2 dat je uitstoot opnieuw omzetten in een brandstof.
Natuur nabootsen
Het mooiste zou zijn als we de natuur konden nabootsen en duurzaam energie uit zonlicht konden winnen. Koper: ‘We zijn al zo ver dat we energie uit zonlicht kunnen winnen, denk maar aan zonnepanelen. Wat we nog niet goed kunnen, is het teveel aan energie dat op deze manier wordt verkregen opslaan als brandstoffen.’ Samen met zijn collega’s van het Leiden Institute of Chemistry zoekt Koper een oplossing voor dit probleem. Ze geloven daarbij het meeste in de theorie dat water zonlicht kan opslaan en met behulp van een brandstofcel energie kan afgeven. Daarbij spelen elektrochemische reacties zoals katalyse en elektrolyse een grote rol. Over zijn werk staat nu een dossier online.
Puzzel
Koper zoekt samen met zijn team naar een fundamenteel begrip van deze chemische reacties. Als je dat begrip hebt, weet je namelijk ook uit welke materialen een apparaat moet bestaan dat zo efficiënt mogelijk energie in water opslaat en ontsluit. ‘Wetenschappers willen nu betaalbare elektrochemische materialen en apparaten ontwikkelen die zo goedkoop mogelijk te produceren zijn en waarin de reacties zo efficiënt mogelijk plaatsvinden. Het moet financieel aantrekkelijk zijn voor bedrijven om zo’n apparaat op grote schaal te maken.’ Tijdens hun onderzoek ontdekten Koper en zijn collega’s al opmerkelijke dingen. Zo kwamen ze erachter dat het proces van elektrolyse niet verloopt zoals wetenschappers al sinds de negentiende eeuw dachten. Daarmee ligt de puzzel van elektrolyse, en uiteindelijk van het maken van een apparaat waarin uit water elektriciteit kan worden gemaakt, weer helemaal open.
De website over Marc Koper is onderdeel van een campagne van de Universiteit Leiden waarin met advertenties en webdossiers wordt getoond welk onderzoek en onderwijs Leiden in huis heeft. Ieder dossier gaat in op het werk van een Leidse topwetenschapper en de impact daarvan.
(9 september 2013)
Zie ook
- Persoonlijke webpagina van prof.dr. Marc Koper
- Catalysis and Surface Chemistry groep van het Leiden Institute of Chemistry
- Schonere brandstof dichterbij dankzij ontdekking Leidse chemici (nieuwsartikel Universiteit Leiden, maart 2013)
- Goudkatalyse heeft baat bij koolmonoxide (nieuwsartikel Universiteit Leiden, december 2011)
- Dossier duurzaamheid
Fundamentals of Science is een van de zes profielthema’s van de Universiteit Leiden.