Atık Suyu Temizlerken Hidrojen Yakıtı Üreten Çift Taraflı Katalizör Geliştirildi
Hidrojen, fosil yakıtlar yerine sudan güneş enerjisi kullanılarak üretildiğinde kirliliğe sebep olmayan bir enerji kaynağıdır. Ancak şu anki stratejiler, su moleküllerine ‘ayırmak’ veya parçalamak için katalizör ve süreci hızlandırmak için hafif kimyasal katkı maddelerinin kullanımını gerektiriyor. Şimdi, ACS ES&T Mühendisliğinden araştırmacılar, atık suda var olan katkı maddelerini ve diğer bileşikleri yok ederek hidrojen yakıtı üreten, kontaminasyonu temizlerken işe yarar bir şey elde eden katalizör geliştirdi.
Suyu hidrojen yakıtına dönüştürmek için moleküllerine ayırıp güneş enerjisinden yararlanmak umut vadeden, yenilenebilir bir kaynak olsa da katalizör kullanımına rağmen yavaş bir süreçtir. Bazı durumlarda, hidrojen üretiminin oranını arttırmak için alkol ya da şeker eklenir, ancak bu kimyasallar hidrojen üretildiğinde parçalandığından bu yaklaşım yenilenebilir değildir. Ayrı bir strateji de ise araştırmacılar, hidrojen yakıtı üretimini arttırmak için sudaki atıkları kullanmayı denedi. Titanyum bazlı katalizör hem sudaki atıkları temizlemek için hem de hidrojen üretmek için çalışsa da, örtüşen tepkime bölgeleri nedeniyle verim her iki adım içinde beklenenden daha düşüktür. Bu tür örtüşmeleri azaltmak için bir yöntem ise katalizörleri iki farklı iletken metali birleştirmektir, böylece tepkimelerin oluşması için ayrı bölgeler yaratılmış olur. Bu yüzden Chuanhao Li ve meslektaşları, kobalt oksit ve titanyum dioksiti bir araya getirerek, atık sudaki katkı maddelerini parçalarken verimli bir şekilde sudan yakıt için hidrojen üreten çift fonksiyonlu bir katalizör yaratmak istediler.
Araştırmacılar, katalizörü yapmak için nano ölçekte titanyum dioksit kristallerini ince bir tabaka kobalt oksitle kapladılar. İlk testler bu materyalin çok fazla hidrojen üretmediğini gösterdi, bu yüzden ekip bir daha ki adımda bu çift taraflı katalizörü %1 platin nanopartikülleriyle birleştirdi, hidrojen üretmek için verimli ancak pahalı bir katalizör elde edildi. Güneş ışığı simülasyonunda, platin emdirilmiş katalizör iki antibiyotiği bozdu ve önemli miktarda hidrojen üretti. Son olarak ekip, ürünlerini gerçek atık suda, Çin’deki bir nehirden alınan deiyonize su örneklerinde test etti. Gün ışığı simülasyonunda, katalizör uyarılarak üç örnekte de hidrojen üretimini gerçekleştirdi. Atık su örneğinden büyük miktarda hidrojen elde edildi. Araştırmacılar, katalizörün hidrojen yakıtı üretirken aynı zamanda da sürdürülebilir bir atık su arıtması olabileceğini söylüyor.
Kaynak: phys.org
