Temiz güç arayışında değerli bir adım atan Alberta Üniversitesi (U of A) araştırma grubu, suyu bileşen elementleri olan hidrojen ve oksijene verimli bir halde ayırmanın yeni bir yolunu keşfetti.
Bu yenilikçi yaklaşım, güneş ışığından ve kolay bulunabilen özel materyallerden yararlanarak, geleceğin yakıtı olarak görülen hidrojeni üretmek için taşınabilir, pak ve güç ağır seçenekler sunma potansiyeline sahip.
Birçok ülke, güç stratejilerinde fosil yakıtlara sürdürülebilir bir alternatif olarak hidrojene giderek daha fazla yer veriyor.
Mevcut hidrojen üretim teknikleri çoklukla değerli ve verimsiz olarak kabul ediliyor. Klasik yollar, elektrik üretmek için güneş panelleri kullanmayı ve akabinde bu elektrikle suyu elektroliz etmeyi içeriyor; bu da hem maliyetli hem de güç açısından kayıplara yol açan bir süreç.
DOĞRUDAN GÜNEŞ IŞIĞIYLA HİDROJEN ÜRETİMİ
Ancak Alberta Üniversitesi takımının geliştirdiği formül, suyu parçalamak için direkt güneş ışığının gücünden faydalanıyor.
Bu teknik, daha az güç gerektiriyor ve potansiyel olarak çok daha ucuz olabilir. Bu çığır açıcı araştırmanın liderliğini Karthik Shankar üstleniyor.
Shankar, güneş ışığını direkt kullanarak hidrojen üretmenin, güneş panelleri ve elektroliz üzere klâsik yollara kıyasla çok daha verimli olduğunu açıklıyor. Pekala bu yeni prosedür tam olarak nasıl çalışıyor?
SÜREÇ NASIL İŞLİYOR
Ekibin yaklaşımı, gübrelerde ve idrarda çokça bulunan ucuz ve yaygın bir kimyasal olan ürenin, termal ağırlaşma polimerizasyonu ismi verilen bir süreçle karbon nitrür isimli bir unsura dönüştürülmesiyle başlıyor.
Bu özel karbon nitrür materyali, güneş ışığını emerek elektronlarını enerjilendiriyor ve özgür bırakıyor; bu süreç elektronların evvelden bulunduğu yerde “boşluklar” yaratıyor.
Daha sonra karışıma tekrar ucuz bir gereç olan titanyum dioksit ekleniyor ve karbon nitrür ile birleşerek özel bir yapı oluşturuyor.
Bu etkileşim, güç yüklenmiş elektronları ve boşlukları, yararlı bir tepkiye girebilecekleri kadar uzun müddet farklı tutmayı başarıyor.
Enerjilenen elektronlar sudaki protonlarla tepkiye girerek pak hidrojen gazı (H₂) üretirken, boşluklar ise sudaki hidroksil iyonlarıyla tepkiye girerek oksijen gazı (O₂) üretiyor.
YÖNTEMİN AVANTAJLARI VE ESNEKLİĞİ
Bu yeni tekniğin bir öteki kıymetli avantajı ise esnekliği. Nanoteller kullanıldığı için sistem, güneş ışığını farklı açılardan yakalayabiliyor ve bu sayede hem güneşli hem de bulutlu günlerde aktifliğini sürdürebiliyor.
Ayrıca, sistem büyük depolama pillerine muhtaçlık duymuyor zira üretilen hidrojen gazı, taşınmaya hazır formda enerjiyi kendi içinde depoluyor.
Sürecin ucuz ve bol bulunan materyaller kullanması, çok ısınmaya yahut değerli bir kirliliğe yol açmaması nedeniyle, teorik olarak silikon güneş panelleri üretmekten daha etraf dostu olduğu da belirtiliyor.
GELECEK PLANLARI
Alberta Üniversitesi takımı, bu süreç için üre yerine tekrar yaygın bir materyal olan melamin kullanmayı da kıymetlendiriyor.
Ayrıca, bu metodun metanolden hidrojen üretmek için de uyarlanabileceğini düşünüyorlar; bu daha az pak bir alternatif olsa da hala kullanışlı olabilir.
Araştırmacılar, geliştirdikleri bu yeni tekniğin üç ila beş yıl içinde büyük ölçekli ticari kullanıma hazır olabileceğini öngörüyorlar.
Bu yenilikçi yaklaşımı ayrıntılandıran çalışma, saygın bilim dergisi Journal of the American Chemical Society’de yayınlandı.