Ingenieurs hebben een manier ontdekt om op een milieuvriendelijke en goedkope manier waterstof te produceren.

Het team van de universiteit van Californië in San Diego bouwden een bos van kleine nanodraad-boompjes. Deze boompjes vangen zonlicht op. Het zonlicht kan vervolgens worden gebruikt om waterstof te verzamelen. Omdat nanodraden gemaakt worden van natuurlijke materialen als silicium en zinkoxide is het ook een goedkope manier om op grote schaal waterstof te produceren.

Nanodraad bomen
De kleine boompjes zijn gemaakt van nanodraad: dit zijn kleine halfgeleidende staafjes. Doordat de bomen een verticale structuur hebben, kunnen zij een maximale hoeveelheid zonne-energie opvangen. De verticale structuur vangt en absorbeert namelijk licht, terwijl platte oppervlakken slechts licht reflecteren. Het is vergelijkbaar met afbeeldingen van de aarde die gemaakt zijn vanuit het heelal. Op zo’n foto wordt licht weerkaatst door oppervlakken als de oceaan of de woestijn, terwijl de bossen donkerder lijken.

WIST U DAT…

Waterstof
Waterstof is een schone brandstof die in de toekomst mogelijk fossiele brandstoffen kan vervangen. Maar de manier waarop de ‘schone’ brandstof wordt geproduceerd is niet milieuvriendelijk. Bij het proces wordt namelijk gebruik gemaakt van elektriciteit uit fossiele brandstoffen. De nanodraad-boom is wel een milieuvriendelijke manier om waterstof te produceren. Om water te splitsen in zuurstof en waterstof (zodat er waterstofgas ontstaat) wordt gebruik gemaakt van een serie 3D-nanodraden met vertakkingen die zonlicht omzetten in energie. Het waterstofgas dat dit proces oplevert, kan vervolgens worden gebruikt als brandstof. De verticale structuur van de nanobomen zorgt er ook nog eens voor dat de oppervlakte voor chemische reacties met 400.000 keer vergroot is. Dit betekent dat gasbubbels veel sneller verkregen kunnen worden uit waterstof, iets wat de hoeveelheid waterstofgas vergroot.

Fotosynthese
In de toekomst hopen de ingenieurs dat fotosynthese mogelijk wordt. Bij dit proces absorberen planten niet alleen zonlicht, maar ook koolstofdioxide (CO2) en water uit de atmosfeer. Op die manier kunnen koolhydraten gecreëerd worden waarmee de plant zichzelf van brandstof kan voorzien. Het team hoopt dit proces na te kunnen bootsen om CO2 uit de atmosfeer te kunnen vangen. Dit zou de uitstoot van koolstof verminderen en de CO2 kan geconverteerd worden in koolwaterstof.

Ook zijn de onderzoekers bezig met een onderzoek naar alternatieven voor zinkoxide. Deze stof absorbeert het ultraviolette licht van de zon, maar kampt met een aantal stabiliteitsproblemen die de levensduur van de nanoboom kunnen beïnvloeden.