Onderzoekers van de Zwitserse Technische Universiteit van Lausanne (EPFL) bouwden een schotel-achtige reactor die waterstof kan maken uit zonlicht en water. De zuurstof die na dit proces overblijft kan gebruikt worden door ziekenhuizen, terwijl de restwarmte benut kan worden voor het verwarmen van water.
Het ziet eruit als een grote, metalen satellietschotel. Toch zendt de zonnereactor van EPFL geen signalen uit, maar produceert waterstof. Dat gebeurt met zonne-energie en water.
Foto-elektrochemische reactor
Het apparaat werkt als volgt. De schotel vangt zo veel mogelijk zonlicht op en geleidt het licht naar het middelste punt van de schotel. Daar zit een foto-elektrochemische reactor, met onder andere een fotokatalysator. Een fotokatalysator is een materiaal dat lichtenergie kan absorberen en gebruiken om een chemische reactie te versnellen.
Wanneer er dus licht op de fotokatalysator valt, vindt er een reactie plaats waarbij de watermoleculen worden gesplitst in waterstof en zuurstof. Het gebruik van een foto-elektrochemische reactor is een duurzame manier om waterstof te produceren. In tegenstelling tot bijvoorbeeld grijze waterstof, waarbij fossiele brandstoffen nodig zijn om watermoleculen te splitsen.
Iedere dag een halve kilo waterstof
Door iedere dag een halve kilo waterstof te produceren, kan de zonnereactor tot in de helft van de Zwitserse elektriciteitsvraag van een gemiddeld vierpersoons huishouden voorzien.
Hoewel de productie van waterstof het hoofddoel van de zonnereactor is, komt er ook warmte en zuurstof vrij. “Bij de productie van waterstof worden die twee vaak als afvalproduct gezien”, zegt Sophia Haussener, hoofd van het Laboratory of Renewable Energy and Engineering (LRESE) aan de School of Engineering. In dit geval kan de zuurstof worden gebruikt voor medische toepassingen. De restwarmte kan worden gebruikt om gebouwen te verwarmen.
Demofabriek bij metaalfabrikant
Het project, opgezet in 2020, leidde tot de spin-off SoHHytec. De start-up werkt nu samen met een Zwitserse metaalproducent om een demonstratiefabriek te bouwen op grotere schaal. De waterstof zal worden gebruikt om het metaal te verhitten. De zuurstof is voor de nabijgelegen ziekenhuizen en de warmte wordt gebruikt om het water in de fabriek te verwarmen.
CO2 splitsen
Daarnaast verkent onderzoeker Haussener nieuwe technologieën vergelijkbaar met de techniek van de zonnereactor (kunstmatige fotosynthese). Zo werkt het lab aan een grootschalig systeem op zonne-energie dat CO2 kan splitsen in plaats van water. Daardoor blijven er bruikbare grondstoffen over, zoals de vloeibare brandstof syngas.
