Dat aluminium tot nu toe weinig gebruikt wordt om waterstof te produceren heeft twee redenen. Ten eerste is het delven van het lichte en buigzame metaal een energie-intensief proces. En alhoewel waterstof ontstaat als aluminium in aanraking komt met water, wordt het metaal van nature beschermd door een laagje aluminiumoxide. Hierdoor dringt water in de praktijk nooit door tot de aluminiumkern.
Recyclen aluminium schroot
Met het oog op de eerste uitdaging stelde de wetenschappers voor om aluminium uit schrootafval te gebruiken. Bijkomend probleem is dan wel dat het schroot vaak andere materialen bevat, zoals magnesium en silicium die het metaal sterker maken. Net als de laag aluminiumoxide kunnen deze elementen het metaal ‘beschermen’ tegen de reactie met water; iets wat je juist niet wilt als je er waterstof van wilt maken.
De eerste fabriek die op waterstof draait komt al sneller dan verwacht. Panasonic wil al in 2023 zijn eerste waterstoffabriek openen.
Mengsel van metaal
Daarom ontwikkelden de onderzoekers een mix van twee metalen – gallium en indium – waarmee ze het aluminium insmeerde. Nadat het mengsel 48 tot 96 uur in het aluminium was getrokken, bleek dat het door de beschermde lagen (aluminiumoxide, magnesium, silicium) heendringt, waardoor de aluminiumkorrel kwetsbaar wordt. Wanneer het aluminium vervolgens in aanraking komt met water, ontstaat er waterstof.
Bijkomend voordeel is dat de gallium-indiummix na dit proces weer uit het aluminium gewonnen kan worden en hergebruikt. Dit laatste is belangrijk, omdat gallium en vooral indium kostbare en schaarse elementen zijn.
De vraag naar waterstof zal de komende tijd alleen maar toenemen. De haven van Rotterdam wil jaarlijks miljoenen kilo’s van het gas importeren.
Gedoseerde waterstof
Opvallend is dat verschillende soorten aluminium op andere manieren waterstof opwekken. Schroot, dat rijk is aan silicium, en veel voorkomt in auto-onderdelen, genereert relatief veel waterstof in korte tijd. Terwijl restafval van aluminium samen met magnesium (bijvoorbeeld uit gebouwconstructies) over langere tijd gedoseerd waterstof opwekt.
Tesla ontwikkelt zijn eigen recyclingproces waarmee het 92 procent van een autobatterij kan recyclen.
Chemische reactie
Vooralsnog is de werking alleen nog maar in het lab aangetoond. De onderzoekers benadrukken dat het de komende tijd belangrijk is om het chemische proces achter de reactie verder in de kaart te brengen. Dit kan ze helpen bij het zoeken naar een goedkopere vervanging voor het schaarse indium.
Aluminium drager van waterstof
Dat uit aluminium waterstof ontstaat als het in aanraking komt met water was al langer bekend. Aluminium is daarmee in potentie een efficiënte manier om waterstof in op te slaan. De dichtheid van waterstof in het metaal is tot tien keer groter dan wanneer het wordt opgeslagen in gecomprimeerd gas.
In Nederland specialiseert de afvalrecyclingsector zich steeds meer. Nieuwsgierig waar de sector de komende jaren naartoe beweegt? Met dit artikel ben je weer helemaal op de hoogte.
