Wetenschappers hebben een manier gevonden om waterstof rechtstreeks uit zeewater te winnen, met alleen zonlicht en vloeibaar gallium. De techniek is goedkoop, circulair en kan wereldwijd worden toegepast, zelfs in afgelegen of kustgebieden.
Onderzoekers van de University of Sydney hebben een innovatieve methode ontwikkeld om groene waterstof te produceren met zonlicht en vloeibaar metaal, rechtstreeks uit zowel zoet- als zeewater. Het kan een groot obstakel in de energietransitie doorbreken: de hoge kosten en complexiteit van waterstofproductie.
Volgens de studie, gepubliceerd in Nature Communications, kan vloeibaar gallium waterstof produceren zonder stroom of gezuiverd water. Zo wordt grootschalige productie mogelijk, zelfs in gebieden met weinig zoetwater maar veel zeeën.
Van vloeibaar metaal naar waterstof
Het geheim van de nieuwe methode is gallium, een metaal dat net boven kamertemperatuur smelt. Wanneer kleine deeltjes van dit metaal in water worden gesuspendeerd en blootgesteld aan licht, treedt een chemische reactie op aan het oppervlak van het metaal. Hierbij wordt waterstof (H₂) vrijgegeven, terwijl het gallium oxideert tot galliumoxyhydroxide.
Professor Kourosh Kalantar-Zadeh legt uit: “Het werk laat zien hoeveel potentieel vloeibare metalen hebben. Voor het eerst laten we zien dat deze methode efficiënt genoeg is om commercieel interessant te zijn.”
Het proces is bovendien circulair: het gevormde galliumoxyhydroxide kan worden teruggezet naar gallium en opnieuw gebruikt voor waterstofproductie. Dat betekent dat er geen groot verlies van materiaal optreedt, een cruciale factor voor schaalbaarheid en duurzaamheid.
Potentieel voor grootschalige toepassing
Een van de grootste uitdagingen in de waterstofsector is dat conventionele elektrolyse zuiver water en hoge energie-input vereist. Het nieuwe gallium-systeem werkt daarentegen met zeewater of zoetwater, zonder dure katalysatoren, en haalt een maximale efficiëntie van 12,9%.
Luis Campos, hoofdonderzoeker van het project, benadrukt: “We hebben nu een manier om duurzame waterstof te winnen uit zeewater, dat overal beschikbaar is, en we hebben alleen licht nodig.”
Het team werkt nu aan een mid-scale reactor om de technologie in realistische omstandigheden te testen. Als dit succesvol is, kan het een gamechanger worden voor landen met veel kustlijn of beperkte toegang tot zoetwaterbronnen, zoals Australië, delen van Afrika en Zuidoost-Azië.
Ook voor Nederland kan het interessant zijn: met de Noordzee binnen handbereik en ambities voor een groene waterstofeconomie biedt deze methode kansen voor duurzame offshore waterstofproductie, bijvoorbeeld in combinatie met windparken, zonder extra druk op zoetwaterreserves.
Jarenlang genegeerd
Gallium is een ongebruikelijk metaal dat normaal gesproken inert lijkt. Toch smelt het net boven kamertemperatuur en reageert het onder invloed van licht verrassend actief met water. Professor Kalantar-Zadeh: “Gallium is tot nu toe nauwelijks onderzocht voor waterstofproductie, ondanks zijn unieke eigenschappen. Het is een simpele observatie die voorheen werd overgeslagen.”
Deze ontdekking kan het productieproces van waterstof goedkoper, eenvoudiger en flexibeler maken dan traditionele methoden. Het maakt de technologie ook aantrekkelijk voor coastale installaties, drijvende reactoren of zelfs geïsoleerde eilanden, waar energie-infrastructuur beperkt is.
Brandstof van de toekomst
Waterstof wordt gezien als een cruciale schakel in de energietransitie. Het kan worden ingezet in transport, energieopslag, industrie en landbouw, en produceert bij verbranding geen CO₂.
Door het combineren van zonlicht, zeewater en vloeibaar gallium zou deze technologie de deur kunnen openen naar een praktische en schaalbare route naar groene waterstof, met minder kosten en een kleinere ecologische voetafdruk. Als de technologie op grotere schaal werkt, kan dit een nieuwe standaard worden voor duurzame energieproductie wereldwijd.
