Zonder druppel schoon water tóch schone brandstof maken? Deze doorbraak uit Australië verandert alles wat we dachten te weten over waterstof.
Groene waterstof geldt als hét schone brandstofalternatief van de toekomst: het laat bij verbranding enkel waterdamp achter en kan – mits geproduceerd met hernieuwbare energie – volledig emissievrij zijn. Maar er zit een flinke adder onder het gras: de elektrolyse waarmee waterstof wordt gewonnen, vereist doorgaans grote hoeveelheden gezuiverd zoet water. Dat is juist in droge regio’s een problematische en dure voorwaarde.
Tegelijkertijd wordt wereldwijd meer dan 80% van al het afvalwater ongezuiverd geloosd in de natuur. Dit zorgt voor enorme milieuschade, van dode zones in rivieren tot vervuilde kusten. Twee problemen, ogenschijnlijk los van elkaar, lijken nu samen een oplossing te krijgen.
Van afvalwater naar waterstof
Volgens de studie, gepubliceerd in ACS Electrochemistry, is het onderzoekers van RMIT University (Australië) gelukt om afvalwater niet alleen te zuiveren, maar tegelijkertijd te gebruiken als directe bron voor de productie van groene waterstof. En dat zonder het water eerst helemaal te hoeven zuiveren. Sterker nog: juist de vervuiling zelf – in de vorm van metalen – blijkt cruciaal voor het proces.
Het team, dat samenwerkte met de University of Melbourne, de Australian Synchrotron en de University of New South Wales, ontwikkelde elektroden die metalen zoals platina, chroom en nikkel uit het afvalwater halen. Die metalen vormen vervolgens op natuurlijke wijze katalysatoren die het water-splitsingsproces aanjagen.
Hoe vuiler het water, hoe beter
De elektroden zijn opgebouwd uit een poreus koolstofmateriaal, gemaakt van landbouwafval. Deze koolstofstructuur trekt de metalen als het ware aan en biedt tegelijkertijd een groot actief oppervlak voor elektrochemische reacties. Zo ontstaat een zelfversterkend systeem: hoe vervuilder het water, hoe meer actieve katalysatoren kunnen ontstaan.
Associate Professor Nasir Mahmood van de School of Science aan RMIT licht toe: “Het unieke aan onze aanpak is dat we geen extra zuiveringsstappen nodig hebben. De metalen in het water doen mee in het proces en helpen juist bij de opwekking van waterstof.”
Zuurstof als bonusproduct
In laboratoriumtesten werkte het systeem onafgebroken gedurende 18 dagen, met nauwelijks prestatieverlies. De onderzoekers gebruikten daarvoor gedeeltelijk voorbehandeld afvalwater – dus zonder vaste stoffen, maar met nog veel opgeloste verontreinigingen. Bij de elektrolyse kwam waterstofgas vrij aan de kathode, en zuurstof aan de anode.
Die zuurstof kan opnieuw ingezet worden in conventionele afvalwaterzuiveringsinstallaties, aldus Mahmood: “Zuurstof versnelt de afbraak van organisch materiaal in het rioolwater, wat het zuiveringsproces verbetert.”
Twee vliegen in één klap
Deze technologie biedt dus een dubbele milieu-impact: het zuivert afvalwater én levert groene brandstof op – zonder dat er schaars drinkwater voor nodig is. Daarnaast biedt het een nieuwe bestemming voor de metalen die in industrieel en huishoudelijk afvalwater terechtkomen.
Professor Nicky Eshtiaghi van RMIT’s School of Engineering benadrukt de potentie: “We zetten afvalstromen om in energie en waardevolle materialen. Dit is gunstig voor zowel het energiesysteem als de watersector.”
Volgende stap: praktijktoepassing
Hoewel het onderzoek nog in de experimentele fase staat, zoekt het team nu al actief naar industriële en overheidspartners om de technologie op te schalen. Co-onderzoeker Dr. Muhammad Haris stelt dat er nog wel werk aan de winkel is: “We moeten de methode testen op verschillende soorten afvalwater, zoals industrieel, huishoudelijk en landbouwkundig effluent, om de universele toepasbaarheid te garanderen.”
Toch is de boodschap duidelijk: de toekomst van waterstofproductie hoeft niet meer te steunen op schaarse, dure waterbronnen. Met slimme technologie kunnen we vervuiling omzetten in een energierijk voordeel.
Circulaire benadering van waterstofproductie
Deze ontwikkeling past naadloos in de bredere beweging naar circulaire technologieën, waarbij afvalstromen niet langer als probleem, maar als kans worden gezien. In plaats van dure grondstoffen te zuiveren of te vervangen, zoekt men naar manieren om vervuiling functioneel te maken.
Als deze aanpak op grotere schaal toepasbaar blijkt, zou het een gamechanger kunnen zijn voor de waterstofeconomie. Zeker in droge of sterk verontreinigde regio’s biedt deze technologie een duurzame route naar emissievrije brandstof. Een toekomst waarin rioolwater uitgroeit tot energiebron lijkt ineens een stuk minder ver weg.
