Dit apparaat produceert drinkwater én waterstof met alleen zonlicht

Wetenschappers hebben een apparaat ontwikkeld dat gebruikt kan worden om waterstof te winnen uit zeewater. Dat kan bovendien zonder externe energiebron. Alleen de zon volstaat.

Het apparaat doet in feite hetzelfde dat planten doen als ze fotosynthese gebruiken om voedingsstoffen te creëren. Nadat het zonlicht opvangt, converteert het vervuild of zeewater naar waterstof. Eerdere versies van de technologie konden enkel waterstof produceren uit rein water. Er kan met deze nieuwe versie ook schoon drinkwater mee gemaakt worden.

De onderzoekers van de University of Cambridge bouwden dit 'kunstmatige blad' voornamelijk voor afgelegen regio’s die geen toegang hebben tot schone water- of energiebronnen. Het werd getest met water dat zeer vervuild was, zeewater en water uit de rivier Cam, gelegen in Cambridge. Dat staat in een paper, dat is gepubliceerd in het vakblad Nature.

Volgens de onderzoekers kan de technologie vooral handig zijn om zeer afgelegen gebieden van drinkbaar water te voorzien. Waterstof kan dan weer dienen als brandstof, een die ook nog eens het voordeel heeft volledig uitstootvrij te zijn.

Niet gemakkelijk

Volgens Chanon Pornrungroj, een van de auteurs van de studie, was het zeer moeilijk om een apparaat te ontwikkelen dat vervuild water kan opsplitsen. "Watersplitsing door zonne-energie, waarbij watermoleculen worden afgebroken in waterstof en zuurstof, moet beginnen met volledig zuiver water omdat verontreinigingen de katalysator kunnen vergiftigen of ongewenste chemische nevenreacties kunnen veroorzaken", aldus Pornrungroj.

Toch slaagden zijn collega’s en hijzelf erin dat te doen. Ze ontwikkelden een soort dunne mat van koolstof, vergelijkbaar met een zeef, die efficiënt licht en warmte kan absorberen. Op die mat, die ook waterafstotend is, hebben ze vervolgens een stof aangebracht die waterdamp kan genereren, waar vervolgens waterstof uit wordt gehaald. Doordat de mat waterafstotend is, blijft de stof die damp genereert drijven op het wateroppervlak en wordt die tegelijkertijd beschermd tegen verontreinigingen in het water.

UV-licht

Nog een innovatie: het apparaat gebruikt niet enkel licht uit het zichtbare spectrum. "Het lichtgestuurde proces voor het maken van zonnebrandstoffen gebruikt slechts een klein deel van het zonnespectrum - een groot deel wordt niet gebruikt", zegt Mohamad Annuar, een auteur van de studie, in een persbericht.

Het team plaatste om die reden een laag bovenop het drijvende deel die ook UV-licht kan absorberen. Dat UV-licht wordt gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Met de rest van het licht wordt water te zuiveren. Zo doden de wetenschappers twee vliegen in één klap.

Lees meer nieuws over wetenschap.