Element cerium is sleutel tot efficiëntie waterstofproductie

Waterstof moet zowat de properste brandstof zijn die er is, maar om het uit water los te krijgen is er veel energie nodig. Katalysatoren zoals ceriumoxide kunnen daarbij helpen.

Elektrolyse van water, waaruit waterstofgas en zuurstof uit watermoleculen ‘geoogst’ worden uit watermoleculen – die uit elkaar worden getrokken door een elektrisch veld – is een zeer traag en inefficiënt proces. Beter is om water zeer sterk te verhitten, maar als je daarvoor fossiele brandstoffen gebruikt verdwijnt het propere effect van de uiteindelijke waterstofbrandstof – ze is dan niet meer CO2-neutraal.

Een andere, ‘groene’ manier op waterstofgas te produceren is door water te verhitten tot 1.000 à 1.500 graden met zonlicht en er een katalysator aan toe te voegen die de elektronenoverdracht stimuleert. Zogenaamde rare earths – elementen zoals scandium, yttrium en de lanthanide-elementen in de tabel van Mendeljev – komen daarvoor in aanmerking, omdat ze gemakkelijk een elektron kunnen opnemen.

Het element cerium – in de vorm van ceriumoxide – blijkt een van de beste katalysatoren voor het opsplitsen van watermoleculen in deze ‘zonnewarmtesetting’. Amerikaanse chemici (Amerikaanse chemici Chris Wolverton, Northwestern University, Evaston, VS in Nature Communications) hebben nu ontdekt hoe dat komt: cerium blijkt van alle rare earths de hoogste entropie te bezitten – de hoogste graag van wanorde. Hierdoor kan het zeer gemakkelijk een elektron kan opnemen, zodat de splitsing van watermoleculen vlot kan gebeuren.

Cerium heeft, in tegenstelling tot andere elementen, plaats voor een extra elektron in verschillende energiebanen, zodat de energie van het overkomende elektron niet zo nauw steekt. Dat blijkt een bepalende eigenschap voor de efficiëntie van het splitsingsproces.

Bron: EOS, 26-10-2017
https://www.eoswetenschap.eu/techno...erstofproductie

Mening: Ik ben blij dat de wetenschappers zo hard zoeken om ons verbruik van fossiele brandstoffen te doen dalen. Ik wist al langer dat een motor op waterstof heel weinig uitstoot, maar deze is zeer moeilijk los te krijgen uit water. Hiervoor was meestal veel energie nodig, daarom ben ik blij dat ze nu een manier gevonden hebben om dit op een energiearme manier te doen. Ik vind het wel raar dat ze water gewoon met zonlicht tot 1000 à 1500° kunnen verwarmen. Doordat ze dit gevonden hebben, kunnen we dus makkelijker water splitsen in waterstof en zuurstofgas. Dit zal alleen maar ten goede komen aan de opwarming van de aarde. Water is niet zo duur en er bestaan al veel auto's en machines die al werken op waterstofgas. Als we dit dan overal kunnen toepassen dan zal onze uitstoot drastisch dalen en kunnen we misschien ervoor zorgen dat de klimaatsverandering en de opwarming van de aarde enigszins toch wordt afgeremd.