Goedkope waterstof uit water en zonlicht: het zou een ecologische en economische revolutie kunnen ontketenen. Onderzoek naar geschikte fotokatalysatoren heeft echter nog altijd geen goede kandidaat opgeleverd voor commerciële toepassingen. Ook het op tantaalnitride (Ta3N5) gebaseerde nanomateriaal dat wetenschappers van de University of Tokyo hebben gesynthetiseerd zal niet op stel en sprong op de markt verschijnen, maar conceptueel hebben de onderzoekers belangrijke vooruitgang geboekt.
Een fotokatalysator is in feite een zonnecel die de invallende energie niet in stroom omzet, maar aanwendt om een chemische reactie tot stand te brengen. Het is daarom niet verwonderlijk dat de fotokatalytische splitsing van water in waterstof en zuurstof lijdt onder hetzelfde euvel als zonnecellen: veel elektron-gatparen recombineren voordat ze kunnen worden aangewend iets nuttigs te doen. In zonnecellen dienen elektronen en gaten de elektrodes zien te bereiken, in een fotokatalysator moeten ze de plek zien te bereiken waar de chemische reactie plaatsvindt: het oppervlak.
Een tweede reden waarom water niet zo makkelijk splitst is dat veel (foto)katalysatoren twee gezichten hebben: ze stimuleren de splitsing, maar ook de omgekeerde reactie. Gevormd waterstof en zuurstof reageren dus op het oppervlak net zo makkelijk weer terug tot water.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
