Büyük Akümülatörler için Elektrot Üretmekte Kullanılan Karides Kabukları
Fotoğraf : İspanyol araştırmacıların önerisi, karides kabuklarından elde edilen bir malzeme olan kitinden vanadyum akışlı pil elektrotları üretmektir. Kredi: John Cameron / Unsplash
İspanyol araştırmacılar ve Massachusetts Institute of Technology’deki (MIT) diğer işbirlikçiler tarafından yapılan bir proje, vanadyum akış pilleri için elektrotlar üretmek amacıyla karides kabuklarından kitin kullanımını önermekte. Çalışmanın sonuçları ACS Sustainable Chemistry & Engineering dergisinde yayınlandı.
Bir kimya mühendisi ve yazarlardan biri olan Francisco Martin-Martinez, “Bu vanadyum akışlı pil elektrotlarını, karides kabuklarından elde edilen ve karbona ek olarak azot içeren bir malzeme olan kitinden üretmeyi öneriyoruz” diyor. “Vanadyum redoks akış piller, otomotiv sektöründe kullanılan lityum pillerin aksine, yüksek enerji yoğunluğu sağlamaz ancak düşük maliyetle büyük miktarda enerji depolaması sağlar, bu da onları güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji depolamak için ideal kılar.”
Biyo-ilham malzemelerin geliştirilmesinde uzman olan Martín-Martínez, karbon elektrotlarının genellikle pilin bir tarafından diğerine elektron akışını kolaylaştırmak için kullanıldığına dikkat çekiyor: “Bu elektrotları karides kabuklarından ürettik. Kitin, kabukluların ve böceklerin dış iskeletinde bulunan selüloza benzer bir polisakkarittir.”
Geliştirilmiş performans
Kitinin özelliği, “karbona ek olarak, üretim sürecinde elektrotun yapısına dahil edilen ve performansını artıran azot içermesidir.” diyor. Bu parametre, makaledeki yazarlar tarafından ayrıntılı olarak karakterize edilmiştir.
Ekip, vanadyum iyonları arasında elektron transferini kolaylaştıran elektrotun kimyasal yapısında azotun faydalarını kanıtlamıştı. Martín-Martínez, “açıkçası, daha iyi bir performans sağlayabilen karbon elektrotları var. Ancak bu projenin anahtarı, bu tür elektrotları atık malzemeden -bu durumda karides kabuklarındaki kitinden- üretmektir” diyor. Performansının iyi olmasıyla birlikte başlangıç malzemesinin düşük maliyetini ve sürdürülebilirliğini vurguluyor.
Şu anda, bu tür elektrotlar esas olarak sentetik bir polimer olan karbonize poliakrilonitrilden yapılmıştır. Bu nedenle kitin gibi bir atık üründen üretilmesi Martín-Martínez’in görüşüne göre “daha sürdürülebilir bir alternatiftir.”
Martín-Martínez, “karides atıklarından elde edilen bu elektrotlar, vanadyum redoks akışlı pillere odaklanmamıza rağmen, süper kapasitörlerde, çok yüksek enerji yoğunluğu sağlayan elektrokimyasal cihazlarda ve hatta tuzdan arındırma işlemlerinde de uygulanabilir” diyor.
Kaynak: phys.org
