De structuur van een triarylfosfine-OH-radicaal (afb: Studer et. al/univ. van Münster)

Onderzoekers van de universiteit van Münster onder aanvoering van Armido Studer hebben een, naar eigen zeggen, nieuwe manier ontwikkeld om water te splitsen en waterstof te produceren. Hun ’truc’ is de ‘verbinding’ triarylfosfine. Die vormt in geoxideerde vorm een verbinding met water waardoor de, normaal, zeer sterke binding tussen waterstof en zuurstof zou worden verzwakt. Dat zou er op moeten duiden dat die afsplitsing minder energie kost dan de tot nu toe gehanteerde processen, maar dat kan ik nergens vinden. Waterstof wordt door vele politici gezien als hoopgevende energiedrager naar een ‘groene’ toekomst. Dat zit nog. De splitsing van water kost een hoop energie die je bij lange na niet ’terugkrijgt’ als je de energie van waterstof weer gebruikt in, bijvoorbeeld, brandstofcellen. Bovendien krijg je er met een waterstofeconomie een groot veiligheidsprobleem bij. Daarnaast is de energiedichtheid van waterstof een stuk lager dan van fossiele brandstoffen die waterstof zou moeten vervangen.
Studer en de zijnen was het overigens niet alleen te doen om waterstof voor de energievoorziening maar ook als scheikundig product voor het hydrogeneren van (organische) verbindingen om, onder meer, medicijnen mee te synthetiseren.
Het genoemde triarylfosfine is overigens geen bepaalde verbinding, maar een groep verbindingen die wat kenmerken gemeen hebben. Zo is een arylgroep een benzeenring met wat ‘aanhangsels’. Ook fosfines (of fosfanen) vormen een groep met fosfor als centraal element. Die triarylfosfines die Soder et. al. gebruikten zouden er voor zorgen dat water onder zeer milde omstandigheden zoals een temperatuur va 25°C en met behulp van licht gesplitst kan worden.

Radicalen

Volgens de onderzoekers zal deze aanpak een nieuwe deur openen in wat de radikaalchemie heet. Radicalen zijn een bijzondere vorm van atomen waarbij ze bijzonder graag reageren. Het triarylfosfinewater-OH-radicaal dat ontstaat geeft laat heel makkelijk zijn waterstofatoom gaan. Dat zou dan als product kunnen worden opgevangen of verder kunnen reageren om verbindingen te hydrogeneren (soms ook ‘harden’ genoemd). Zoals gezegd komt de energie die voor het proces nodig is van licht. Studer: “Ons systeem biedt het ideale platform om nog niet bestudeerde reacties te onderzoeken, waarbij waterstof als reagens dient.”

Bron: idw-online.de