Güneş ışığıyla sudan hidrojen üretiminde yeni adım

Oregon Eyalet Üniversitesi’nden bilim insanları, yalnızca güneş ışığından yararlanarak sudan hidrojen üretimine katkı sağlayabilecek yeni bir malzeme üzerinde çalıştı. Araştırma, temiz hidrojen üretiminde maliyetleri aşağı çekebilecek ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltabilecek teknolojiler açısından dikkat çekiyor.

Üniversitenin Fen Fakültesi’nde yürütülen çalışmada, güneş enerjisini doğrudan kimyasal enerjiye dönüştürmeyi hedefleyen bir yöntem denendi. Bu yaklaşımda, klasik güneş panelleriyle elektrik üretip ardından elektroliz yapmak yerine, ışığı emen özel malzemelerin su içindeki reaksiyonları hızlandırması amaçlanıyor.

Araştırmanın merkezinde fotokatalizörler yer alıyor. Fotokatalizörler, ışık enerjisini emerek kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesini kolaylaştıran maddeler olarak tanımlanıyor. Çalışmaya liderlik eden Kyriakos Stylianou’nun ekibi, bu amaçla metal-organik çerçeve olarak bilinen gözenekli kristal yapılı malzemelere odaklandı.

BVR-19 NASIL ÇALIŞIYOR?

Deneylerde BVR-19 adı verilen bir metal-organik çerçeve kullanıldı. Bu malzemenin, ışığa maruz kaldığında geçici olarak parçalanabilen ve reaktif kükürt türleri oluşturabilen kükürt-kükürt bağına sahip olduğu belirtildi. Bu yapı, ışık enerjisinin yakalanması ve elektronların hidrojen üretimini destekleyen reaksiyonlara taşınması açısından önemli görülüyor.

Araştırmacılara göre yöntemin öne çıkan taraflarından biri, güneş ışığı dışında harici bir enerji kaynağına ihtiyaç duymadan çalışmayı hedeflemesi. Ayrıca BVR-19’un sulu çözeltilerde ve oda sıcaklığında sentezlenebilmesi, üretim sürecinin ileride daha pratik hale gelmesine katkı sağlayabilir.

Ekip, malzemenin ana yapısını koruyup yalnızca içerdiği metali değiştirerek farklı versiyonları da inceledi. Bu deneylerle, metal-organik çerçevelerin bileşimindeki küçük değişikliklerin performansa nasıl yansıdığı araştırıldı.

Hidrojen, ulaşım ve sanayi gibi alanlarda fosil yakıtlara alternatif olabilecek enerji taşıyıcıları arasında gösteriliyor. Ancak hidrojenin hangi yöntemle üretildiği hem maliyetini hem de çevresel etkisini belirliyor. Bugün yaygın üretim yöntemlerinden biri olan metan-buhar reformasyonunda doğal gaz kullanılıyor ve süreçte karbondioksit açığa çıkıyor.

Kaynaklarda aktarılan tahminlere göre metan-buhar reformasyonuyla üretilen hidrojenin maliyeti kilogram başına yaklaşık 1,50 dolar seviyesindeyken, yenilenebilir enerjiyle elde edilen yeşil hidrojenin maliyeti yaklaşık 5 dolara kadar çıkabiliyor. Bu nedenle güneş ışığını doğrudan kimyasal reaksiyonlarda kullanabilecek malzemeler, yeşil hidrojenin daha erişilebilir hale gelmesi açısından önem taşıyor.

Bununla birlikte çalışma, evlerde doğal gazın kısa vadede tamamen yerini alacak bir uygulama anlamına gelmiyor. Araştırmacılar, yöntemin ticari ölçekte kullanılabilmesi için verimlilik, uzun süreli kararlılık ve toplam maliyet gibi başlıklarda daha fazla değerlendirme yapılması gerektiğine dikkat çekiyor.

Haber Kaynağı : 12punto