Suche
Mein Konto
Revolutionaire katalysatoren: Mainz ontdekt nieuw geheim voor groene waterstof!
Wetenschappers van de Universiteit van Mainz ontwikkelen innovatieve katalysatoren voor efficiënte watersplitsing voor duurzame waterstofproductie.
Revolutionaire katalysatoren: Mainz ontdekt nieuw geheim voor groene waterstof!
Op 11 maart 2025 boekten onderzoekers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz baanbrekende vooruitgang in het onderzoek naar groene waterstofproductie. Ze ontwikkelden goedkope en efficiënte watersplitsende katalysatoren gemaakt van kobalt en wolfraam. Deze materialen zijn niet alleen gemakkelijk verkrijgbaar, maar ook goedkoop, wat hun toepasbaarheid op industriële schaal aanzienlijk vergroot. De uitgebreide resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie.
In tegenstelling tot conventionele katalysatoren, die vaak last hebben van prestatieverlies, vertoont de nieuw ontwikkelde katalysator een opmerkelijke zelfoptimalisatie. De efficiëntie ervan neemt in de loop van de tijd toe, wat te wijten is aan diepgaande chemische veranderingen tijdens het watersplitsingsproces. Kobalt verandert van Co2+ naar Co3+, terwijl de verhouding van W5+ tot W6+ verandert in wolfraam. Deze dynamiek verbetert de reactiekinetiek van de zuurstofontwikkeling, die als een kritische drempel in het proces wordt beschouwd.
Het innovatieve mechanisme van watersplitsing
Een andere belangrijke bijdrage aan de waterstofproductie komt van onderzoekers onder leiding van Dr. Paolo Giusto, die intensief onderzoek deden naar het mechanisme van watersplitsing met behulp van koolstofnitride-katalysatoren. Ze konden gedetailleerde interacties tussen koolstofnitride en water bepalen, met name de overdracht van protonen en elektronen onder invloed van licht. Er is aangetoond dat koolstofnitride een effectieve katalysator is, die waterstofproductie via kunstmatige fotosynthese mogelijk maakt.
De bevindingen tonen aan dat koolstofnitride water kan afbreken in de componenten zuurstof en waterstof. Dit proces is cruciaal om de productie van efficiëntere katalysatormaterialen voor de productie van waterstof uit zonlicht te bevorderen. De katalysator absorbeert licht en gebruikt zijn energie om de watermoleculen te destabiliseren, waardoor een proton-gekoppelde elektronenoverdracht ontstaat die de chemische bindingen van het water verzwakt.
Perspectieven voor duurzame energieoplossingen
De ontwikkelingen in beide onderzoeksprojecten hebben verstrekkende gevolgen voor de toekomstige energieproductie. De zelfoptimalisatie van de katalysator uit kobalt en wolfraam zou op termijn kunnen helpen de efficiëntie van de productie van groene waterstof te vergroten. Tegelijkertijd bieden de bevindingen over de dynamiek van koolstofnitride en watermoleculen een diepere basis voor begrip voor de vorming van duurzame energieoplossingen.
Ook de financiering van onderzoeksprojecten is het vermelden waard: Dandan Gao wordt ondersteund in het kader van het Walter Benjamin-programma van de DFG, dat wetenschappers in de kwalificatiefase na hun doctoraat in staat stelt hun eigen onderzoeksprojecten uit te voeren. Het project krijgt ook steun van de Carl Zeiss Foundation, de Alexander von Humboldt Foundation en het JGU-profielgebied SusInnoScience.
Over het geheel genomen brengt onderzoek naar deze katalysatoren duurzame waterstofproductie dichterbij en zou een beslissende bijdrage kunnen leveren aan het verminderen van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Toekomstige ontwikkelingen in de waterstoftechnologie blijven een van de meest opwindende gebieden in de toegepaste chemie.