Güneş Işığıyla Hidrojen Üreten Yeni Malzeme: BVR-19

Lisede kimya dersinden pek hazzetmezdim, ama bu keşfi görünce kendimi tutamıyorum. Oregon Eyalet Üniversitesi'ndeki bilim insanları, sudan hidrojen elde etmek için güneş ışığını kullanan yeni bir malzeme geliştirmiş. Elektrik yok, fosil yakıt yok. Sadece ışık.

Peki bu nasıl işliyor?

Su Nasıl Ayrıştırılıyor?

Su, bildiğiniz gibi hidrojen ve oksijenin birleşiminden oluşuyor. Genellikle bu ikili pek mutlu beraber yaşıyor—H₂O formülünde, ayrılmak istemiyorlar. Ama ya bu bağı koparmak için güneş ışığı yeterli olsaydı?

İşte araştırmacılar tam da bunu başarmış.

Metal-Organik Çerçeveler

Bilim insanları metal-organik çerçeve (MOF) adı verilen mikroskobik, gözenekli kristaller üretmiş. Bunları moleküler LEGO'ya benzetebilirsiniz—yapıyı istediğiniz gibi tasarlayabiliyorsunuz.

Ürettikleri malzemeye BVR-19 demişler.

Çoğu benzeri pahalı metal atomlarına bağımlı çalışırken, BVR-19 farklı bir yol izliyor. Kükürt içeren yapı taşları kullanarak ışık enerjisini emiyor ve elektronları hareket ettiriyor. Bu sayede hidrojen ayrıştırması için gereken ortamı sağlıyor.

Araştırma lideri Kyriakos Stylianou'nun dediği gibi: "MOF'ların neden bazı versiyonlarının diğerlerinden çok daha iyi çalıştığını keşfettik. Bu bulgular, güneş yakıtı üretimi için daha etkili malzemeler tasarlamakta yeni kurallar sunuyor."

Neden Önemli?

Şu an piyasadaki hidrojenin büyük kısmı doğal gaz kullanılarak üretiliyor. Biraz ironik değil mi? Temiz enerji peşinde koşurken, "yeşil" yakıtımızı fosil yakıtlardan yapıyoruz.

Elektrikle su ayrıştırma yöntemi de mevcut ama ancak o elektrik rüzgar veya güneşten geliyorsa çevre dostu sayılıyor. Yoksa kirleticiği sadece başka yere taşımış oluyorsunuz.

BVR-19'un yaklaşımı ise doğrudan güneş ışığını kullanıyor. Aradaki halkaları atlayarak.

Maliyet Meselesi

Paraya dökelim.

Doğal gazdan üretilen hidrojen kilogram başına yaklaşık 1,5 dolara mal oluyor. Ucuz. Ama "yeşil" hidrojen—yani yenilenebilir enerjiyle üretilen—5 dolara çıkıyor. Bu fark, yaygın kullanımın önündeki en büyük engel.

Bu araştırma o farkı kapatmaya yardımcı olabilir. Işıkla çalışan malzemeleri tasarlamanın yeni bir yolunu göstererek, bilim insanlarına daha ucuz ve verimli katalizörler üretme konusunda bir blueprint sunuyor.

Oda Sıcaklığında Kendiliğinden Oluşan Bir Malzeme

Bir ayrıntı daha: BVR-19 kendiliğinden oluşuyor. Malzemeleri suda karıştırıyorsunuz, oda sıcaklığında, ve kristal kendiliğinden ortaya çıkıyor. Yüksek ısı yok, karmaşık üretim süreci yok. Gerçek dünyada kullanıma öleklendirmek istediğinizde bu büyük bir avantaj.

Daha Büyük Resim

Hidrojen yakıtı uzun zamandır "geleceğin enerjisi" olarak anılıyor, evet. Daha önce de vaatler duyduk. Ama bu araştırmada farklı bir şey var.

Artımsal bir iyileştirme değil. Araştırma ekibi tamamen yeni bir tasarım ilkesi keşfetmiş: Bu malzemelerdeki kükürt bağları ışıkla karşılaşınca kopuyor ve hidrojen üretimini sağlayan reaktif türler oluşturuyor. Bu, başka bilim insanlarının üzerine inşa edebileceği temel bir bilgi.

İklim krizi her geçen gün daha acil hale gelirken, elimizdeki her araca ihtiyacımız var. Temiz hidrojen, çelik üretimi, amonyak yapımı ve ulaşım gibi temizlenmesi zor sektörlerin karbonsuzlaştırılmasına yardımcı olabilir.

Yani belki hidrojenli arabanız önümüzdeki yıl garajınızda olmayacak. Ama yapbozun parçaları kesinlikle yerine oturmaya başlıyor. Bilim küçük adımlarla ilerliyor, bazen o adımlar büyük sıçramalara dönüşüyor.

Kaynak: ScienceDaily