Met een speciale koperelektrode blijkt het mogelijk om energie uit groene stroom op te slaan als vloeibare ethanol. In de toekomst kan die manier van brandstof produceren fossiele brandstoffen wellicht vervangen.

Elektriciteit uit windmolens en zonnepanelen is dankzij een nieuwe techniek eenvoudiger om te vormen tot vloeibare brandstof. Met een speciale koperen elektrode is het nu veel gemakkelijker om met die groene stroom van koolstofmonoxide ethanol te maken dan tot nu toe voor mogelijk wordt gehouden.

groene stroom naar brandstof
De elektriciteit, gewonnen door in dit geval zonnecellen zet door middel van elektrolyse koolstofdioxide (CO2) om in biobrandstof.
Bron: Nature

Dat schrijven wetenschappers van de Amerikaanse Stanford University deze week in Nature.

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?
LEES OOK

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?

Een tekort én een overschot aan water bedreigen tegelijkertijd de menselijke beschaving. Kunnen die de zee ooit drinkbaar maken?

Koperen elektroden staan al jaren bekend om hun katalyserende eigenschappen bij de omzetting van koolstofdioxide in ethanol. Die omzetting gebeurt met behulp van elektrolyse. Dat is een chemische reactie waarbij onder invloed van een elektrische stroom stoffen worden omgezet in andere stoffen. Wetenschappers zoeken naar manieren om dat proces zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, met als doel op grote schaal groene stroom als brandstof op te slaan.

Momenteel is het nog onrendabel om groene stroom op te slaan in accu’s, omdat stroom daar snel uit gaat ‘lekken’. Het opslaan van energie uit groene stroom als vloeibare ethanol kan daarbij een uitkomst bieden – ook omdat veel machines op brandstof werken, en niet op elektriciteit.

koper nanokristallen
Door koper om te zetten naar koperoxide en weer terug o te zetten naar koper, ontstaat er een structuur van nanokristallen.
Bron: Stanford University

De meest gebruikelijke manier bij de elektrolyse van koolstofdioxide naar ethanol is via een tussenstap. Eerst zetten de elektroden koolstofdioxide om in koolstofmonoxide, en vervolgens kan koolstofmonoxide omgezet worden in ethanol. Met de nieuwe elektroden, ontwikkeld door Christina Li en haar collega’s van de Stanford University is het proces van koolstofdioxide naar brandstof gemakkelijker en efficiënter dan voorheen.

De onderzoekers ontwikkelden de speciale elektroden door koper te oxideren tot koperoxide en dat vervolgens weer om te zetten naar koper. Bij dat proces ontstond een kristalstructuur van koperen nanodeeltjes. Elektroden van dat materiaal waren in staat om op een efficiënte manier, bij lage elektrische spanningen, water en koolstofmonoxide om te zetten in ethanol.

Het bijzondere aan de nieuwe koperen elektroden is dat de ethanolvorming kan plaatsvinden bij kamertemperatuur en onder natuurlijke luchtdruk. Bij andere methoden met elektrolyse zijn voor ethanolproductie temperaturen nodig tussen de 250°C en 400°C. Bovendien vereisen die processen een hoge luchtdruk. De druk die nodig is varieert tussen de 50 en 150 atmosfeer.

Nu is ethanol uit elektrolyse nog veel duurder dan fossiele brandstoffen. De volgende stap voor de onderzoekers is om het elektrolyseproces nog efficiënter te maken. In de toekomst kan elektrische brandstofproductie dan wellicht fossiele brandstoffen vervangen, melden de onderzoekers in een persverklaring.

Lees verder: