Natuurkundigen van Lancaster University ontwikkelen methoden om hernieuwbare brandstof uit water te maken met behulp van kwantumtechnologie.

Hernieuwbare waterstof kan al worden geproduceerd door foto-elektrolyse waarbij zonne-energie wordt gebruikt om watermoleculen te splitsen in zuurstof en waterstof.

Maar, ondanks aanzienlijke onderzoeksinspanningen in de afgelopen vier decennia, Er blijven fundamentele problemen bestaan ​​voordat dit commercieel kan worden toegepast vanwege inefficiëntie en gebrek aan kosteneffectiviteit.

Dr. Manus Hayne van het departement Natuurkunde zei:"Voor vooruitgang in onderzoek, innovatie in zowel materiaalontwikkeling als apparaatontwerp is duidelijk nodig."

De Lancaster-studie, dat deel uitmaakte van het promotieonderzoek van dr. Sam Harrison, en is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , vormt de basis voor verder experimenteel werk aan de zonneproductie van waterstof als hernieuwbare brandstof.

Het toont aan dat het nieuwe gebruik van nanostructuren de maximale fotospanning die in een foto-elektrochemische cel wordt gegenereerd, zou kunnen verhogen, verhoging van de productiviteit van het splitsen van watermoleculen.

Dr. Hayne zei:"Voor zover de auteurs weten, dit systeem is nooit theoretisch of experimenteel onderzocht, en er is enorm veel ruimte voor verder werk om de hier gepresenteerde resultaten uit te breiden."

Fossiele brandstoffen waren in 2015 goed voor bijna 90% van het energieverbruik waarbij de absolute vraag nog steeds toeneemt als gevolg van een groeiende wereldbevolking en toenemende industrialisatie.

Dr. Manus Hayne zei:"Bij verbranding van fossiele brandstoffen komt koolstofdioxide vrij in de atmosfeer, wereldwijde klimaatverandering veroorzaken, en er is slechts een eindige hoeveelheid beschikbaar voor extractie. We moeten duidelijk overstappen op een hernieuwbare en broeikasgasarme energie-infrastructuur, en hernieuwbare waterstof zal naar verwachting een belangrijke rol spelen."

Fotovoltaïsche zonnecellen worden momenteel gebruikt om zonlicht direct om te zetten in elektriciteit, maar waterstof op zonne-energie heeft het voordeel dat het gemakkelijk kan worden opgeslagen, zodat het kan worden gebruikt wanneer en wanneer dat nodig is.

Waterstof is ook zeer flexibel, waardoor het zeer voordelig is voor afgelegen gemeenschappen. Het kan in een brandstofcel worden omgezet in elektriciteit, of verbrand in een boiler of fornuis net als aardgas. Het kan zelfs worden gebruikt om vliegtuigen van brandstof te voorzien.