nieuws

Brandstofcel wint (las)zuurstof uit lucht

bouwbreed Premium

Lassen zonder lastige zuurstoffles. Dat kan als het Amerikaanse Praxair de laatste onderzoekrondes met succes weet af te ronden. Het bedrijf studeert met het Berkely Lab op een systeem dat in één stap zuurstof uit de lucht separeert en comprimeert.

Dat gebeurt langs elektrochemische weg in een constructie die in grote lijnen overeenkomt met een brandstofcel. De kosten van deze nieuwe methoden bedragen een veelvoud van wat de traditionele zuurstofproductie vergt. Nader onderzoek moet de weg naar een goedkopere oplossing wijzen. Vanaf begin volgend jaar steunt het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology deze studies met zo’n 5 miljoen gulden. Praxair past zelf ruim 3 miljoen gulden bij. Krijgt de vinding een praktisch beslag, dan staat de sector zuurstof voor aanmerkelijke veranderingen. Zo kunnen de transportkosten omlaag, omdat het gas niet meer in zware stalen flessen op de locatie komt. Anders dan de mechanisch afgescheiden zuurstof is het ook zuiverder. De constructie van de separator komt overeen met een vaste oxide brandstofcel. Een poreuze keramische elektrode draagt een dun elektrolytisch membraan en een volgende keramische elektrode. In deze sandwich worden lucht en elektriciteit ingevoerd waaruit de zuivere zuurstof ontstaat. De lucht stroomt door een poreuze kathode en reageert met het elektrolytische membraan. Daar laadt de elektriciteit de zuurstofatomen op.

Druk

De ionen passeren de anode en vormen aan de andere kant zuurstofatomen. De anode sluit aan op buisvormige cellen. Die worden tot 800 graden Celsius verhit om een efficiënte elektrolyse op gang te houden. Naarmate zich meer zuurstof in de buisjes vormt neemt de druk toe. De tot nog toe grootste gemeten druk beliep 17,5 kilo per vierkante centimeter. De markt vraagt hogere drukken; daarbij moet de procestemperatuur beduidend dalen. In het lopende onderzoek produceert het systeem per minuut ruim 100 milliliter zuurstof. Met geclusterde buisjes kan de productie oplopen tot 50 of 100 liter per minuut. Dat stelt evenwel weer nadere eisen aan de celsterkte. Andere onderzoekspartners van Praxair gaan na hoe ze het systeem gasdicht kunnen maken. De onderzoekers hebben nog meer hobbels te nemen voordat ze een concurrerende zuurstofafscheider op basis van keramische membranen kunnen afleveren.

Reageer op dit artikel