Dünya genelinden araştırmacılar, on yıllarca temiz bir enerji kaynağı olarak hidrojen üretmek adına gereken anahtar reaksiyonu oluşturmak için Güneş enerjisini kullanmanın yollarını aradılar: hidrojen ve oksijen oluşturmak için su moleküllerini ayırmak. Ama bu gayretler çoğunlukla başarısız oldu çünkü bunu iyi bir şekilde yapmak çok maliyetliydi ve bunu düşük bir maliyetle yapmaya çalışmak da kötü performansa yol açtı.
Şimdi, Austin’deki Texas Üniversitesi’nden araştırmacılar, oksijen moleküllerini sudan etkili bir şekilde ayırmak için Güneş ışığını kullanarak denklemin yarısını çözmenin düşük maliyetli bir yolunu buldular. Nature Communications’da yayınlanan bulgu, hidrojenin enerji altyapımızın anahtar bir parçası olarak daha çok benimsenmesi yolunda ileriye doğru atılmış bir adımı temsil ediyor.
1970’ler kadar erken zamanlarda bile, araştırmacılar hidrojen üretmek için Güneş enerjisini kullanma olasılığını inceliyorlardı. Ama anahtar kimyasal reaksiyonları etkili bir şekilde gerçekleştirebilen bir cihaz için gereken özellikler kombinasyonuna sahip materyallerin bulunamaması, bunun yaygın bir yöntem haline gelmesini engelledi.
Hidrojenin Bazı Eşsiz Özelliklere Sahip Önemli Bir Yenilenebilir Kaynak Olma Potansiyeli Var
Bu buluş, kalın bir silisyum dioksit katmanı boyunca elektriksel olarak iletken yollar oluşturma yöntemiyle gerçekleştirildi. Bu düşük bir maliyetle uygulanabilen ve yüksek miktarlarda üretim için de ölçeklendirilebilen bir yöntem.
Bu noktaya varmak için, araştırmacılardan Edward Yu ve ekibi ilk olarak yarı iletken elektronik çiplerin üretiminde uygulanan bir yöntemi kullandılar. Silisyum dioksit katmanı ince bir alüminyum filmle kaplama ve sonra da tüm yapıyı ısıtma yoluyla, silisyum dioksit katmanı tamamen birleştiren nano ölçekli “çivi” dizileri oluşturuldu. Sonradan, bunların yerine kolaylıkla su ayrıştırma reaksiyonlarını harekete geçirmeye yardımcı olan nikel veya diğer materyaller konulabiliyor.
Güneş ışığıyla aydınlatıldığında, bu cihazlar bir yandan ayrı bir elektrotta hidrojen üretirken, bir yandan da oksijen molekülleri oluşturmak için suyu etkili bir şekilde oksitleyebiliyor. Bu cihazları yaratmak için yararlanılan yöntemler yarı iletken elektroniklerin üretiminde yaygın bir şekilde kullanıldığından, bunları seri üretim için ölçeklendirmenin de kolay olması gerekiyor.
Ekip bu teknolojiyi ticarileştirmek için geçici patent başvurusunda bulundu.
Hidrojenin üretilme şeklini iyileştirmek, onun geçerli bir yakıt kaynağı olarak gelişmesinin anahtarı. Günümüzdeki hidrojen üretiminin büyük bölümü buhar ve metan ısıtma yoluyla gerçekleşiyor ama bu ciddi ölçüde fosil yakıtlara dayanıyor ve karbon salınımlarına neden oluyor.
Bugün, hidrojen üretimi adına daha çevre dostu yöntemleri kullanan “yeşil hidrojen” için bir teşvik bulunuyor ve su ayrıştırma reaksiyonunu basitleştirmek bu gayretin çok önemli bir parçası.
Hidrojenin bazı eşsiz özelliklere sahip önemli bir yenilenebilir kaynak olma potansiyeli var. Önemli endüstriyel süreçlerde çoktan büyük bir rolü bulunan hidrojen, şimdi otomotiv endüstrisinde de boy göstermeye başlıyor.
Ekip şimdi, reaksiyon hızını artırarak su ayrıştırmanın oksijen kısmının etkinliğini iyileştirmek üzerinde çalışacak. Araştırmacıların bir sonraki büyük meydan okumasıysa, bunun ardından denklemin diğer yarısına geçmek.
Orijinal makale: Science Daily
