Brandstofproductie met kunstmatig blad

Het idee lijkt eenvoudig. Je vangt zonne-energie op met zonnecellen, zet dat om in stroom en gebruikt die stroom om water te splitsen in zuurstof en waterstof. In feite boots je dan het fotosyntheseproces na. Het gasvormige waterstof kun je gebruiken als brandstof, maar praktisch is het niet. Het is handiger om waterstof om te zetten in een vloeibare brandstof als methanol en mierenzuur. Dan kun je er een auto op laten rijden. Of je kunt het gebruiken als grondstof voor de productie van andere grondstoffen.

Prototype

Wagenings onderzoekers werken in het onderzoeksprogramma 'BioSolarCells' aan de ontwikkeling van zo'n kunstmatig fotosyntheseproces, schrijft Wageningen World in het artikel 'Planten nabootsen'. Het eerste prototype van een kunstmatige blad is er al, maar het kan beter. Zo zet het prototype niet meer dan 1 tot 2 % van het zonlicht om in energie. Theoretisch zou je 40 tot 50% van de het zonlicht om kunnen zetten.

Efficiëntie

Het kan dus beter. Groene planten blijken het veel efficiënter te doen omdat ze zonlicht opvangen via verschillende pigmenten. Zou je het silicium in de zonnecellen kunnen vervangen door een aantal van die pigmenten, dan kun je de efficiëntie van het kunstmatige blad verbeteren. En in de katalysatoren worden nu kostbare edelmetalen als platina en iridium gebruikt. Zou je die kunnen vervangen door ijzer, mangaan, calcium en magnesium, zoals planten het doen, dan wordt het proces goedkoper. Maar die goedkope metalen worden makkelijk aangetast wanneer de zuurgraad te hoog of te laag is. In planten zijn de metaaldeeltjes ingebed in een beschermende omgeving waardoor ze niet beschadigd worden.

De onderzoekers in BioSolarCells-programma hopen te leren van de manier waarop planten, algen en sommige bacteriën de energie uit zonlicht vastleggen. Het streven is zo een bijdrage te leveren aan een duurzamere productie van voedsel, energie en groene grondstoffen voor de industrie.

(Bron foto: Pixabay)