Deniz Suyu Ayırma Sistemi Yenilenebilir Hidrojen Üretimini Arttırabilir
Deniz suyu ileri ozmos ile elektrokimyasal su ayrılmasını birleştiren sistemi yeşil hidrojen üretmek için kullanılabilir. Yaklaşım arıtma ya da ön işlem olmadan gezegenin ağırlı olarak tuzlu doğal su kaynaklarını kullanarak hidrojen üretimini ölçeklendirebilir.
Suyu, içerdiği hidrojen ve oksijene elektrokimyasal olarak ayırmak için güneş enerjisini kullanma, yenilenebilir enerji için çok umut vaat edici. Salınan hidrojen hidrojen gazı üretmek için karbon dioksit ile karıştırılabilir.
Bununla birlikte, verimli su ayırma; zararı önlemek için temel şartlarda saf su ihtiyacı olan katalitik elektrotlara bağlıdır. Hidrojen yakıtları üretmek için su ayrılmasını ölçeklendirme nihayetinde yeterince saf deiyonize su elde etmek için maliyetli saflaştırma ve tuzdan arındırma prosesleri ihtiyacıyla sınırlandırılmıştır. Aynı anda en doğal su kaynakları kirlidir. Gezegen suyunun yaklaşık %96.5’i çözünmüş tuz ve organik madde içeren acı su ya da deniz suyudur.
Şimdilerde ise Amerika, Harvard Üniversitesi’nde Daniel Nocera ve Samuel Veroneau su ayırma işlemiyle ileri ozmozun katalizörlerin verim kaybıyla saf olmayan su kaynakları ile kullanılabileceğini göstermiştir. Nocera ‘ Bizim için tek sürpriz mesele, suyu ayırmada devam eden tüm çalışmalar dikkate alındığında, önceki detaylarda ayrıntılı olarak ele alınmamış olmasıdır. Çoğu iş, saf su kaynaklarına odaklanıyor; kirli su kaynaklarına değil.’ diyor.
Fotoğraf: Hücre, suyu reaksiyon odasından tuzu dışarıda bırakan zardan geçirmek için konsantrasyon gradyantını kullanmaktadır.
Nocera ve mezun öğrencisi Veroneau; deniz suyundan oksijen üretmek için ilk başta yeni bir yöntem tasarlamak için uğraşıyordu. Süreçte, ileri ozmoz su ayırma hücresini geliştirmeye yol açan enerji kullanımları için su ayırmada, ileri ozmozun verimli olabileceğini açıkladı.
Deneysel hücre yapmak için, araştırmacılar plastik santrifüj tüpünün altını kesti ve tersine çevirdi. Sonra, tüpün vida kapağında delik açtılar ve vidalı kapağın içine yarı geçirgen olan ozmoz selüloz asetattan oluşan membranı yerleştirdiler ve vidalamanın öncesinde tüpün vidalı kapağında, normalde altta olan delik açtılar. Sonrasında ise suyu ayırmayı katalize etmek için platin elektrodu eklenmeden önce sodyum fosfat elektrot çözeltisiyle ters çevrilmiş tüpü doldurdu.
Sonrasında ekip deniz suyunu taklit etmek için sodyum klorit çözeltisi hazırladı. Ana hücre deniz suyu çözeltisi içine yerleştirilip akım uygulandığında hidrojen ve oksijen üretildi. Giriş ve çıkış oranlarını dengeleyerek saf su, su ayırma hücrelerini beslemek için deniz suyundan çekildi.
Glasgoow Üniversitesi’nde elektro katalizörleri araştıran Mark Symes, ‘ Çalışmanın güzel tarafı burada, kalan parça ya da ekstra enerji girişi gerektirmemesi ve sadece ucuz, yarı geçirgen bir membran olmasıdır. Merak uyandıran şey, kesinlikle o kağıtlardan birisidir. “Nasıl olur da bunu daha önce kimse düşünmedi?” fikrinin arıtılmayan suda elektroliz için büyük ölçekli sisteme dönüştüğünü görmek beni şaşırtmaz.’diyor.
Kaynak: chemistryworld.com
