Keşfedilen Yeni Malzemeler Gelecekte Suyu Yakıt Haline Dönüştürebilir
Caltech ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ nda çalışmakta olan araştırmacılar güneş yakıtlarında kullanılma potansiyeli olduğu bilinen bir malzemenin sayısının iki misline çıkarılmasını başardılar.
Geliştirdikleri prosesler, ticari anlamda da bir keşif olmakla birlikte; kömürün, yağın ve diğer fosil yakıtların yerini alabilecek kadar etkili görünüyor.
Güneş yakıtları, temiz enerji kaynağı olarak bilinir ve yalnızca güneş ışığı, su ve CO2 ‘den meydana gelir. Araştırmacılar, hedef yakıtın dizilimini, hidrojen gazından sıvı hidrokarbonlara dönüşüm olarak geliştirdiler ve üretilen yakıtların hiçbirinin fazla miktarda su içermediğini gördüler.
Her bir su molekülü bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu içeriyor. Hidrojen atomları ekstrakte ediliyor ve daha sonra yeniden yanıcı hidrojen gazını oluşturmak için ya da CO2 ile hidrokarbon yakıtı oluşturmak için birleştiriliyor. Böylece fazla sayıda ve yenilenebilir enerji kaynağı elde edilmiş olunuyor. Fakat bu bir problem yaratıyor. Açığa çıkan su molekülleri güneş ışığına maruz kalınca kolay bir şekilde bozunuyor. Bu yüzden araştırmacıların güneş ışığı ile çalışan bir katalizöre ihtiyaçları doğuyor.
Bilim adamları, güneş yakıtlarından daha pratik bir şekilde yararlanabilmek için; foto-anotlar gibi daha düşük maliyetli ve daha etkin malzemeler geliştirmeyi deniyorlar. Suyun kapasitesini, suyun görünür ışığını kullanarak bir enerji haline getirmeyi amaçlıyorlar.
Araştırmacılar, son 40 yıldır 16 foto anot malzemesi belirlemişler. Şimdi ise; Yeni ve güçlü bir üretim metodu kullanmayı amaçladılar ve de başardılar. Caltech’ den John Gregoire ve Berkeley Lab’ dan Jeffrey Neaton ve Qimin Yan önderliğindeki araştırma takımı 12 adet yeni foto anot keşfettiler.
Bu geliştirilen yeni foto-anot metot ile ilgili 6 Mart haftasında online bir eğitim verildi. Eğitim, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’ nda da yer aldı. Bu yöntem, Caltech’te Yapay Fotosentez Ortak Merkezi (JCAP) ve Moleküler Döküm ve Ulusal Enerji Araştırma Bilimsel Hesaplama Merkezi’nde (NERSC) yer alan hammaddeleri kullanarak Berkeley Laboratuarı’ nda Malzeme Projesi adı altında geliştirildi. “Kullanılan teorinin ve yapılan deneylerin birleşimi bir taslak oluşturmaktadır.” Diyor Gregoire. JCAP koordinatörü ve Yüksek Ürün Grubu’ nun lideri güneş yakıtı üretmek için 12 yeni potansiyel foto-anot bulmanın heyecan verici olduğunu belirtiyor. İlerde yeni bir malzeme keşfi oluşturabilmek için de bir boru hattına sahip proses geliştirilmesi gerektiğini ekliyor. Bu çalışmanın öncelikle önemini yeni bir güneş yakıt pili elde etmek ve teori deneysel bilgiyi doğru harmanlayabilmek olarak vurguluyorlar. Moleküler Bilim yöneticisi Neaton “ Biz de bu sayede yeni yöntemler öğrenmeyi başardık ve malzemelerin çok fazla vurgulanmamış elektrokimyasal yapıları hakkında bilgi sahibi olduk.” Diye belirtiyor. Önceden geliştirilen prosesler, özel uygulamalarda kullanılan değerlendirmek için bileşenlerin tek başlarına tepkimeye girdikleri testlerden oluşuyordu. Ve de bu prosesler yavaş gerçekleşiyordu. Fakat yeni proseste, Gregoire ve meslektaşları hesaplama ve deneysel kombinasyon sonucu elde ettikleri yaklaşımları, potansiyel olarak daha yararlı olabilecek bileşikler haline getirmeyi başardılar ve geliştirdikleri bu yöntemi maden çıkarma yöntemi ile birleştirdiler. Bu yöntem kullanılan malzemenin cinsine bağlıdır ve hızlı bir şekilde test edilerek yüksek verimde ürünler oluşturur. PNAS haberinde tanımlanana göre ise bilimciler, içerisinde vanadyum ve oksijen elementlerini içeren 174 adet metalik bileşik keşfettiler. Gregoire, bir araştırmacının farklı malzemeler ile üretilebilen materyelleri nasıl üretebildiklerini ortaya koyarak daha iyi foto-anot yapmanın nasıl ayarlanabildiğini ortaya koyuyor.
Bu süreçte ilerlemenin yolu iyi bir takım kombinasyonundan geçiyor, böylelikle de en geniş kapasitede ve yüksek verimde ürünler benzersiz bir şekilde ortaya çıkıyor diye ekliyor Gregoire.
Kaynak : sciencedaily.com
