Onderzoek - ontwikkeling en innovatie
Aandacht voor waterstofbellen
Als deel van een speciale uitnodigingscollectie ter ere van het 15-jarig jubileum van de Global Young Academy (GYA) presenteerde een UT-team nieuwe inzichten over hoe bellen zich gedragen tijdens de productie van waterstof. Door elektroden te ontwerpen die de vorming en samensmelting van bellen sturen, nam het team een belangrijke stap in het verbeteren van de efficiëntie van elektrolyse voor de productie van groene waterstof.
Meestal wordt waterstof geproduceerd door middel van elektrolyse. Daarbij ontstaan bellen op elektroden waar water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. Maar diezelfde bellen blokkeren ongecontroleerd het oppervlak van de elektroden. De efficiëntie neemt daardoor af. Bellen verschijnen vaak op willekeurige plaatsen op elektrode-oppervlakken en dat maakt het moeilijk om ze beter te onderzoeken. Om dit te verhelpen, hebben de UT-onderzoekers, met toegang tot de Nanolab-cleanroom van het MESA+ Instituut, siliciumelektroden gemaakt met kleine hydrofobe holtes. Dit zijn plaatsen waar zich consistent belletjes vormen. Dat vermindert de willekeurigheid en vergroot daarmee de controleerbaarheid van elektrochemische processen. Wat dit onderzoek bijzonder maakt, is dat het team de afstand tussen de holtes heeft gevarieerd. Hierdoor konden ze zien hoe belletjes groeien, samensmelten en loskomen, afhankelijk van hoe dicht ze bij hun buren staan. Ze ontdekten dat wanneer de holtes dichter bij elkaar staan, belletjes vaker en in kleinere maten afbreken. Dit helpt ook om de ophoping van gas rond de belletjes te verminderen. Het onderzoek, getiteld ‘Electrolytic bubble coalescence on hydrophobic cavity arrays determines departure radius and lowers electrolyte supersaturation’, is gepubliceerd in de Special Invitation Collection van het 15-jarig jubileum van de Global Young Academy.