Het gebruik van zonne- en windenergie moet de komende 30 jaar worden verdubbeld om aan de wereldwijde vraag naar schone energie te voldoen. Katalysatoren die kunnen zorgen voor de opslag van zonne- en windenergie in brandstoffen en chemicaliën zullen daarom een ​​steeds belangrijkere rol gaan spelen. De katalysatoren die tegenwoordig worden gebruikt zijn, echter, vaak duur en ineffectief. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen en DTU hebben een methode ontwikkeld die het makkelijker maakt om betere en goedkopere katalysatoren te vinden. Hun resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Joule .

De energiebehoefte van de wereld zal de komende 30 jaar twee tot drie keer zo groot worden als de wereldbevolking stijgt van ca. 7,3 miljard vandaag tot ca. 9,7 miljard tegen 2050, volgens VN-cijfers.

Het is niet voldoende om de capaciteit van zonne- en windenergie uit te breiden als vervanging voor fossiele brandstoffen. Beide bronnen voldoen aan de behoefte aan ecologische duurzaamheid, maar ze zijn onstabiel vanwege hun afhankelijkheid van onvoorspelbare weersomstandigheden. Een gevolg van deze instabiliteit is dat katalysatoren en elektrolyse steeds belangrijker zijn geworden om te zorgen voor een stabiele energievoorziening. In aanvulling, katalysatoren worden voor veel dingen gebruikt in de chemische industrie, waaronder de omzetting van schadelijke uitlaatgassen van auto's en de omzetting van stikstof uit de atmosfeer voor meststoffen.

Nog een lange weg te gaan

"Er is nog een lange weg te gaan in de ontwikkeling van katalysatoren die bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor brandstofcellen, opslag van zonne- en windenergie en nieuwe, milieuvriendelijke brandstoffen. De huidige katalysatoren zijn niet goed genoeg om een ​​groene transitie te verzekeren, " Professor Jan Rossmeisl bij de afdeling Scheikunde van de Universiteit van Kopenhagen, wijst erop.

Met de hulp van twee Ph.D. studenten, Jack K. Pedersen en Thomas A.A. Batchelor, hij is op zoek naar "de beroemde speld in de hooiberg" onder een nieuwe generatie katalysatoren. Maar dit is geen gemakkelijke taak.

"Het is moeilijk om de juiste legering van metalen voor katalysatoren te vinden tussen oneindig veel mogelijkheden - ondanks de supercomputers van vandaag. Het vinden van de beste legeringen zou een leven lang duren. We gebruiken de zogenaamde hoog-entropie legeringen, die willekeurige mengsels zijn van vele elementen, als uitgangspunt, en we hebben computermodellen ontwikkeld op basis van machine learning. Op deze manier, het wordt gemakkelijker om de talloze combinaties van legeringen te sorteren en die te vinden die het probleem van het efficiënt omzetten en opslaan van zonne- en windenergie kunnen oplossen, " zegt professor Jan Rossmeisl.