Het verstaan en optimalizeren van massa transport effecten voor elektrolytische water splitsing en CO2 reductie op nanogeschaalde katalytische elektrodes

De productie van ‘groene’ waterstof is een belangrijke stap in de richting van een meer hernieuwbare toekomst. Waterstof is voornamelijk belangrijk als grondstof in de chemische industrie en kan ook worden toegepast als een koolstof vrije energiedrager. De grootschalige productie van waterstof via elektrolyse is nog steeds een uitdaging in het geval dat deze wilt concurreren met niet hernieuwbare alternatieven. Naast waterstof is de elektrochemische omzetting van CO2 naar nuttigere koolstof moleculen een aantrekkelijke technologie voor de realisatie van een circulaire koolstof economie. Echter door de productie van veel verschillende producten en de lage efficiëntie is het proces nog niet economisch haalbaar. Een veelbelovende strategie dat beide deze processen verbeterd is het gebruik maken van elektrodes met een nanostructuur, ook wel ‘nanomeshes’ genoemd. Deze hebben een hoog specifiek oppervlak wat leidt tot een hogere efficiëntie. Massa transport effecten op deze schaal voor deze toepassing zijn echter nog niet bestudeerd in detail. In dit doctoraatsproject zal massa transport op deze schaal worden bestudeerd aan de hand van modellen en experimenten voor water elektrolyse en CO2 reductie. Met deze kennis zal vervolgens de architectuur van deze nanomeshes worden geoptimaliseerd voor efficiëntere elektroden.