Membraan maakt waterstof uit lucht

Om dit voor elkaar te krijgen paste Verbruggen het membraan in het systeem aan. Hij voegde een laag titaniumdioxide toe – een fotokatalysator die onder invloed van licht een lading opwekt. Deze lading reageert vervolgens met de moleculen in de lucht en trekt die als het ware uiteen. Vervolgens vangt het membraan selectief de positief geladen waterstofatomen. “We hebben het membraan zo aangepast dat alleen de H⁺-atomen erdoorheen kunnen”, vertelt Verbruggen. “Aan de andere kant reageren ze met een platina-katalysator tot H₂, oftewel waterstofgas.”

Ongewenste producten

De onderzoekers testten het systeem met een mengsel van stikstof en methanol en zagen dat de protonen inderdaad door het membraan kwamen en daar waterstofgas vormden. Behalve het nuttige waterstof produceert het membraan ook veel bijproducten. “Alle koolstof uit de methaan-moleculen reageren door tot CO₂”, vertelt Verbruggen. De techniek is dus niet echt CO₂-neutraal, maar dat ziet de postdoc niet als een groot probleem: “Het liefst wil je natuurlijk geen CO₂ produceren, maar er zit al zoveel in de lucht dat die kleine hoeveelheden die dit membraan extra vrijgeeft weinig effect zal hebben.”

De opschaling zal daarentegen nog wel problemen geven. Verbruggen: “We hebben nu het concept aangetoond, maar we moeten nog veel werk verzetten voor het membraan echt op grote schaal waterstof kan produceren.” Zo reageert de fotokatalysator nu nog niet optimaal op zonlicht, waardoor het niet alle energie uit het licht gebruikt. Ook kan de zuurstof in normale lucht nog problemen veroorzaken tijdens de reactie en meer bijproducten vormen. Maar Verbruggen blijft optimistisch: “Wij denken dat waterstof een grote rol gaat spelen in het toekomstige energieaanbod. Als we daar ook maar een klein beetje aan bijdragen zou dat mooi zijn.”