Schonere brandstof dichterbij dankzij ontdekking Leidse chemici

In 1789 lukte het wetenschappers in het Haarlemse Teylers Museum voor het eerst om water te ontleden in zuurstof en waterstof. De Leidse hoogleraar oppervlaktechemie Marc Koper heeft nu als eerste ontrafeld hoe ‘elektrolyse’ precies werkt. Hierdoor komt de waterstofauto een stap dichterbij. 
De grote elektriseermachine is een van de meest bewonderde instrumenten in het Teylers Museum in Haarlem: twee grote glazen platen (diameter 1,65 meter) waartussen een elektrische spanning kan worden opgewekt door ze rond te draaien. Al in 1789 voerden Adriaan Paets van Troostwijk en Jan Rudolph Deiman er een bijzonder experiment mee uit. Ze gebruikten de machine om voor het eerst in de geschiedenis water te ontleden in zuurstof en waterstof. De methode heet elektrolyse en wordt in de industrie nog steeds op grote schaal toegepast: in een bak met water plaats je twee draden (elektroden), waartussen je een elektrische spanning aanbrengt.
Het schilderij ‘De ovale zaal van Teylers Museum’, geschilderd door Wybrand Hendricks. Op de voorgrond staat de elektriseermachine waarmee water ontleed werd in zuurstof en waterstof
Het schilderij ‘De ovale zaal van Teylers Museum’, geschilderd door Wybrand Hendricks. Op de voorgrond staat de elektriseermachine waarmee water ontleed werd in zuurstof en waterstof
Hoe elektrolyse precies werkt op atomaire schaal, dat wist de wetenschap tot vorige week eigenlijk niet precies. ‘Elektrolyse lijkt zo makkelijk, maar is een heel ingewikkeld proces’, zegt hoogleraar Marc Koper. De wetenschap heeft het proces in het verleden dan ook vooral door trial and error steeds verder verbeterd. Zo is men erachter gekomen dat elektrolyse het efficiëntst werkt als de elektroden gemaakt zijn van iridiumoxide of rutheniumoxide. Dan is er slechts een spanning van 1,5 Volt nodig om de watermoleculen te splitsen.
De onderzoekgroep van Koper heeft nu als eerste het mechanisme achter de zuurstofvorming tijdens waterelektrolyse met gouden elektroden ontrafeld. Hun publicatie staat in de laatste editie van het Britse wetenschappelijk tijdschrift Chemical Science. Met hulp van spectroscopische technieken analyseerde Kopers onderzoeksgroep de zuurstofvorming in het experiment van zijn Haarlemse voorgangers uit 1789. Elektrolyse blijkt fundamenteel anders te werken dan gedacht. Koper: ‘Bestaande ideeën en theorieën zullen moeten worden herzien.’