Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Dankzij chemie naar meer duurzame energie

Voor de overstap naar duurzame energie is efficiënte energieopslag van groot belang. Het opslaan van energie door middel van waterstof zal wellicht een steeds belangrijkere rol spelen. Dankzij scheikundige Isis Ledezma Yanez weten we weer iets meer over het proces.

Langzaam maar zeker maken westerse landen de omslag naar een meer duurzame vorm van energievoorziening. Als het aan de overheid ligt, moeten windmolens in 2023 stroom opwekken voor ongeveer 8 miljoen huishoudens. Isis Ledezma Yanez promoveert op 9 juni op haar onderzoek naar waterstofelektrokatalyse en energieopslag.

Water splitsen

Om duurzame energieopslag mogelijk te maken moeten wetenschappers nog  veel obstakels overwinnen. Zo is het bijvoorbeeld nog steeds erg lastig om energie op een efficiënte manier op te slaan en terug te winnen. Dat is van groot belang, want windmolens draaien ook ’s nachts terwijl er op dat tijdstip veel minder behoefte is aan elektriciteit.

Mogelijk kan waterstofelektrokatalyse een bijdrage leveren aan de oplossing. Met de overtollige energie kan water gesplitst worden in waterstofprotonen en zuurstof. Wanneer de band tussen de protonen wordt verbroken, komt de opgeslagen energie vrij en kan deze gebruikt worden.

Rol van het oplosmiddel

De afgelopen jaren hebben scheikundigen veel onderzoek verricht naar elektrokatalyse. Ze focusten daarbij met name op de rol van de katalysator, die de chemische reactie in gang zet door de energiebarrière te verlagen. Ze kwamen er bijvoorbeeld achter dat een katalysator van platina vooralsnog het best werkt. Er is echter minder bekend over de rol van het oplosmiddel waarin de protonen zich bevinden.

Ledezma Yanez kijkt in haar proefschrift specifiek naar de rol van dat oplosmiddel. Ze betoogt onder meer dat het lastig is om de effectiviteit van katalysatoren te meten wanneer daarbij gebruik wordt gemaakt van een oplosmiddel anders dan water. Protonen hechten zich namelijk liever aan water dan aan het gebruikte oplosmiddel, waardoor het onmogelijk wordt om ‘pure’ protonen te meten. Dit schopt de effectiviteitsmeting flink in de war. Volgens Ledezma Yanez is de rol van het oplosmiddel dan ook belangrijker dan aanvankelijk gedacht.

Nieuw kinetisch model

Ook ontwikkelde Ledezama Yanez een nieuw kinetisch model dat laat zien welke invloed water heeft op de snelheid waarmee de hydrogene elektrokatalyse zich voltrekt. Mogelijk is er dan minder energie nodig om het proces op gang te brengen. Dat heeft als bijkomend voordeel dat in de nabije toekomst misschien ook minder kostbare materialen dan platina gebruikt kunnen worden als katalysator.