Waterstof kan een belangrijke rol spelen in de energietransitie. Helaas is het proces om waterstof te produceren nog altijd kostbaar. Er is veel energie voor nodig. Vooral groene waterstof is duur. Deze waterstof wordt gewonnen uit hernieuwbare bronnen door water te splitsen in waterstof en zuurstof. Zonder hulp van fossiele brandstoffen dus. Zo’n 95 procent van alle geproduceerde waterstof wordt nu nog gewonnen via vervuilende processen. Dit leidt tot een uitstoot van 11 ton CO2 per ton geproduceerd waterstofgas.
Waterstof en grafeen
Amerikaanse wetenschappers van de Rice University (Houston, Texas) hebben nu een methode ontwikkeld waarmee het mogelijk is om waterstof te winnen uit ongesorteerd plastic afval, zonder dat daarbij CO2-uitstoot vrijkomt. Bij deze productiewijze wordt naast waterstof ook grafeen gewonnen. Grafeen is een ultralichte, sterke, enkele laag koolstofatomen. Het is een gewilde en kostbare koolstofvorm die vooral in elektronica wordt gebruikt.
Hoge temperaturen
De techniek die de wetenschappers hebben gebruikt heet flash joule heating. Hierbij wordt plastic afval enkele seconden verhit tot zeer hoge temperaturen (2.800 °C). Tijdens dit proces verdampt alle aanwezige waterstof en blijft grafeen over.
De techniek werd in de eerste plaats alleen gebruikt om grafeen uit afval te winnen. Maar tijdens hun onderzoek ontdekten de wetenschappers dat er ook allerlei gassen uit dit proces ontsnapten. Met behulp van nieuwe technieken identificeerden de wetenschappers een van deze gassen als waterstof.
Waterstof afvangen
En nu is het mogelijk de ontsnapte waterstof terug te winnen. Kevin Wyss, een van de onderzoekers, zegt in een persbericht: “We weten dat bijvoorbeeld polyethyleen (een veelvoorkomend plastic, red.) bestaat uit 86 procent koolstof en 14 procent waterstof. We hebben aangetoond dat we tot 68 procent van die atomaire waterstof kunnen terugwinnen als gas met een zuiverheid van 94 procent.”
Duur grafeen
Het grafeen dat wordt gewonnen, maakt de methode lucratief. De stof is moeilijk op grote schaal te produceren en zeer gewild. Door het grafeen te verkopen, kunnen de kosten van de waterstofproductie worden gedekt. “Als het geproduceerde grafeen wordt verkocht voor slechts 5 procent van de huidige marktwaarde – een korting van 95 procent! – kunnen we ‘gratis’ schone waterstof produceren”, zegt Wyss.
Wyss hoopt dat de resultaten leiden tot meer onderzoek naar het winnen van waterstof uit plastic afval. En hoewel het onderzoek spreekt van een 'schaalbare' oplossing, is het nog onbekend wat de vervolgstappen zijn.
Eerder toonden Wyss en zijn collega's al wel aan dat het produceren van grafeen uit plastic afval met flash joule heating tot 94 procent minder CO2-uitstoot genereert dan huidige productietechnieken.
Lees ook:
schrijf je in voor de nieuwsbrief
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan!
Schrijf je nu in
