Nano waterstoffabriek Waterstof direct uit zonlicht dankzij virus
Om de beloften van de waterstofeconomie te kunnen vervullen moeten we het wel in handen hebben, dat waterstofgas. Het zou mooi zijn als het direct uit zonlicht te maken zou zijn. Dat is precies het plan van onderzoekers van het Amerikaanse MIT. Ze zijn al over de helft. Dankzij een virus. Al jaren is hij in aantocht, de waterstofeconomie. Vol beloften van duurzaamheid en zero emission. Alleen: al dat waterstof moet wel eerst gemaakt worden. Via het elektrisch ‘splitsen’ van water, bijvoorbeeld. Stroom er in, waterstof (en zuurstof) er uit. En dan wel groene stroom graag, anders is het niet duurzaam. Stroom uit zonnecellen bijvoorbeeld. Maar of dat nou handig is, zo’n tweetraps omzetting? Eerst zonlicht omzetten in elektrische energie, daar vervolgens weer chemische energie van maken, dat klinkt omslachtig. Planten, of cyanobacteriën, die doen dat slimmer. Die kunnen via fotosynthese zonlicht direct omzetten in chemische energie. Het splitsen van water is zelfs een cruciaal onderdeel van dat complexe biologische reactiemechanisme. De laatste jaren proberen steeds meer wetenschappers dat kunstje van de natuur af te kijken. Ze bouwen moleculaire systemen die, geïnspireerd door de fotosynthese, direct zonlicht in waterstof omzetten. Deze week publiceren onderzoekers onder leiding van hoogleraar Angela Belcher van het Massachussetts Institute of Technology (Cambridge, Verenigde Staten) een mooi staaltje in Nature Nanotechnology. Biologen, chemici en materiaalkundigen uit haar groep gebruikten een virus dat voor de juiste organisatie van de moleculaire onderdelen van het watersplitsende systeem zorgt. Slim sjabloon Al eerder gebruikten de Amerikanen het virus, een bacteriofaag bekend onder de afkorting M13, voor de vervaardiging van nanobuisjes voor batterij-elektroden. Nu dient het als een slim sjabloon voor de assemblage van moleculen die zonlicht kunnen vangen en moleculen die water kunnen splitsen. De juiste ruimtelijke ordening is cruciaal, omdat de moleculen soepel elektronen aan elkaar moeten kunnen doorgeven. Een paar nanometers teveel tussenruimte, en er gebeurt niets. Bovendien krijgen dan destructieve nevenreacties een kans. Zodat het hele systeem uit elkaar valt.
Reageer of vul aan: