Een dunne Teflon-coating op elektrolysers kan waterstofproductie met 40% verhogen, zonder dure aanpassingen of ingewikkelde technologieën. Deze eenvoudige en industrieel toepasbare oplossing kan de weg vrijmaken voor een efficiëntere waterstofeconomie.
Waterstof wordt steeds belangrijker als duurzame energiebron en bouwsteen voor de industrie. Toch blijft het produceren van waterstof via water-elektrolyse een uitdaging: tijdens elektrolyse ontstaan belletjes op de katalysator van de elektroden, die het reactieve oppervlak blokkeren. Dit vermindert de efficiëntie en kost extra energie. Een team van Zuid-Koreaanse wetenschappers heeft daar nu een verassend simpele oplossing voor gevonden.
Volgens de studie, gepubliceerd in Advanced Science, kan een dunne coating van polytetrafluoroethylene (PTFE) — beter bekend als Teflon — dit probleem oplossen en de productie van waterstof aanzienlijk verhogen.
Eén simpele coating, groot effect
Het team van het Zuid-Koreaanse UNIST bracht PTFE aan op de bovenste helft van de zogenaamde porous transport layer (PTL), een cruciaal onderdeel dat water naar de katalysator brengt en waterstof afvoert. De coating voorkomt dat waterstofbelletjes blijven kleven, waardoor de katalysator altijd actief blijft en de elektrolyse efficiënter verloopt.
“Hoewel vaak wordt aangenomen dat hydrofiele materialen beter zijn voor wateraanvoer, laat onze studie zien dat een hydrofobe PTFE-coating juist de gasafvoer verbetert en de prestaties verhoogt,” zegt professor Jungki Ryu van UNIST.
40% meer waterstof
De resultaten zijn indrukwekkend: elektrolysecellen met de gecoate PTL lieten een toename van 40% in stroomdichtheid zien vergeleken met ongecoate cellen. Ook de spanningsverhoging die normaal optreedt door gasophoping nam significant af.
Dit betekent dat dezelfde hoeveelheid energie nu veel efficiënter wordt gebruikt, waardoor de elektrolysers meer waterstof kunnen produceren zonder extra stroom te verbruiken.
Eenvoudig, schaalbaar en industrieel relevant
De coating wordt aangebracht via een simpele spraytechniek, gevolgd door een korte warmtebehandeling. Er zijn geen dure nanostructuren of complexe fabricagestappen nodig. Het team demonstreerde de methode zelfs op PTL’s tot 225 cm², wat aantoont dat opschaling naar industriële systemen realistisch is.
Professor Lee van UNIST benadrukt: “Teflon is breed beschikbaar, en bestaande elektrolysesystemen hoeven niet te worden aangepast. Dit maakt de toepassing eenvoudig, goedkoop en schaalbaar.”
Bredere toepasbaarheid
De techniek kan ook voordelen hebben voor andere elektrochemische systemen waarbij gasvorming optreedt, zoals brandstofcellen en metaal-luchtbatterijen. Simpel gezegd: één simpele coating kan een groot verschil maken in veel verschillende technologieën.
Met deze slimme coating wordt waterstofproductie niet alleen efficiënter, maar ook beter schaalbaar en betaalbaarder. Een veelbelovende ontwikkeling voor de energietransitie.
