Wetenschap
Een nieuwe methode voor het opslaan en verwerken van waterstofchloride
Een onderzoeksteam van de Freie Universität Berlin heeft met succes een methode ontwikkeld voor het opslaan en elektrolyseren van gasvormig waterstofchloride in de vorm van een ionische vloeistof. Dankzij deze methode kan het waterstofchloride dat als bijproduct ontstaat bij traditionele chloreringsprocessen op een veiligere manier worden teruggewonnen en gerecycled.
Deze ontwikkeling levert tevens een belangrijke bijdrage aan het verduurzamen van de chemische industrie en het bieden van alternatieve energieoplossingen. De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances onder de titel "Op bichloride gebaseerde ionische vloeistoffen voor de samengevoegde opslag, verwerking en elektrolyse van waterstofchloride."
Waterstofchloride (HCl) is een belangrijk bijproduct van de chemische industrie en kan worden geëlektrolyseerd om waterstof en chloor te genereren. Chloor is een van de belangrijkste basischemicaliën, nodig voor de productie van onmisbare polymeren zoals polyurethaan en polycarbonaten, terwijl waterstof de sleutel zou kunnen zijn tot de energie van de toekomst.
Voordat deze verwerking kan plaatsvinden, moet HCl echter eerst veilig worden getransporteerd van industriële productiefabrieken naar speciale elektrolysefaciliteiten die worden aangedreven door groene energie. Vanwege de technisch veeleisende aard van het veilige transport zijn dergelijke toepassingen voor HCl tot nu toe grotendeels vermeden. Als zodanig is het potentieel van deze waardevolle hulpbron tot nu toe slechts gedeeltelijk gerealiseerd.
Onder leiding van hoogleraar anorganische chemie Sebastian Hasenstab-Riedel en in samenwerking met partners van de Technische Universität Berlin heeft een team van onderzoekers van de Freie Universität Berlin een veilige methode ontwikkeld om HCl op te slaan. Door het om te zetten in een ionische vloeistof kan waterstofchloride veiliger worden verwerkt in zijn watervrije (watervrije) toestand.
De onderzoekers ontdekten dat HCl-gas veilig kan worden gebonden aan het zout triethylmethylammoniumchloride, waardoor onder omgevingsomstandigheden een ionische vloeistof ontstaat die 'bichloride' wordt genoemd. Ook uit dit bichloride kan het dan na transport of opslag veilig worden vrijgemaakt. Deze aanpak is niet alleen veiliger dan traditionele technieken, de elektrolyse belooft ook energiezuiniger te zijn dan traditionele systemen. Bovendien kan het bichloride ook worden gebruikt om andere basischemicaliën te synthetiseren die vervolgens kunnen worden gebruikt om kunststoffen of siliconen te vervaardigen.
"Chloor en waterstofchloride worden steeds belangrijker als het gaat om het inluiden van een duurzamere toekomst voor de energie-intensieve chemische industrie", zegt Hasenstab-Riedel. Hij benadrukt dat de door zijn team ontwikkelde technologie ideale omstandigheden biedt om waterstofchloride op een kosteneffectieve en veilige manier op te slaan en te transporteren.
"Dit is een belangrijke stap in de richting van de duurzamere productie van chloor, bijvoorbeeld met elektriciteit die wordt geproduceerd via hernieuwbare energie", zegt Hasenstab-Riedel. Bovendien zou dit systeem, vanwege de industriële betekenis van chloor, ook een belangrijke rol kunnen spelen bij het stabiliseren van het elektriciteitsnet, en zo een transitie naar duurzamere energiepraktijken kunnen ondersteunen. Het vermogen om waterstofchloride op te slaan als ionische vloeistoffen maakt de weg vrij voor een duurzamere manier om fundamentele chemische processen uit te voeren.