Çevre Dostu Hidrojen Çalışmaları
Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik gücü kullanılarak üretilen hidrojenin, enerji geçişlerinde önemli rolü olduğu kabul edilir. Rüzgâr ve Güneş enerjisini, CO2-nötr şeklinde, kimyasal olarak depolamak için kullanılabilir. Araştırmacılar, iridyum oksit katalizörü yüzeyindeki suyun elektroliz süreci üzerinde çalışıyorlar.
Güneş modüllerinden ve rüzgâr türbinlerinden elde edilen enerji kullanılarak su; hidrojen ve oksijen bileşenlerine, herhangi bir tehlikeli emisyon üretmeden, elektrolizle ayırabilir. Yenilenebilir enerji kaynaklarındaki enerjinin kullanılabilirliği doğa dostu yani nötr-CO2 ya da hidrojen üretiminde değişebilir; bundan dolayı yüksek akımda ve dinamik koşullar altında katalizörün nasıl davranacağını bilmek çok önemlidir. Kimyasal Teknolojisi ve Polimer Kimyası (ITCP) KIT’in Enstitüsü’nden, çalışmanın baş yazarı Dr. Steffen Czioska, “Yüksek akımlarda, anotta ölçümü ağırlaştıran güçlü oksijen baloncukları oluşumu gözlemlenebilir. Bu da şimdiye kadar güvenilir ölçüm sinyali elde etmeyi imkânsız hale getirmiştir” dedi. Araştırmacılar, çeşitli teknikleri birleştirerek, dinamik çalışma koşulları altında iridyum oksit katalizörünün alanını temelden araştırmayı başardılar. Czioska, “İlk kez iridyum oksit katalizörünün, güçlü baloncuk oluşumuna karşın, atomik seviyedeki davranışını araştırdık” dedi. Amerikan Kimya Derneği (ACS), KIT’in uluslararası toplum için yayınlanmasının çok önemsemekte ve ACS editörünün seçimi olarak önermektedir.
Synchrotron Işığı ile X-ışını Absorpsiyon Spektroskopisi
Kataliz için, KIT’in ITCP’den, Kataliz Araştırma ve Teknoloji Enstitüsü’nden ve Uygulamalı Malzemeler Enstitüsü Elektrokimyasal Teknolojiler Grubu’ndan araştırmacılar, atomik seviyede değişikliklerin diğer analiz metotlarıyla son derece hassas bir şekilde araştırılması için X-ışını Absorpsiyon Spektroskopisi ile birleştirdi. Czioska, “Reaksiyon boyunca katalizin yüzeyinde düzenli süreçleri gözlemledik çünkü tüm düzensizlikleri filtrelemiştik ve ayrıca dinamik süreci de takip ettik. Çalışmamız, dinamik akım altında yüksek voltajda katalizörün stabilizasyonuna bağlı son derece beklenmedik yapısal değişiklikler olduğunu gösterir” dedi. İridyum oksit çözünmesi azalırken, materyal sabit kalır.
Bulgular Daha İyi ve Verimli Katalizörler için Katkı Sağlayacaktır
Czioska, katalizör yüzeyindeki süreçlerin anlaşılmasının, yüksek elektrik potansiyellerinde katalizörün araştırılmasında daha ileriye gidilmesi için yol açtığını ve enerji geçişi için duyulan ihtiyaçları karşılayan daha verimli katalizörlerin geliştirilebilmesine katkı sağlayacağını işaret ediyor. Çalışma, Alman Araştırma Vakfı’nın finanse ettiği “Dynakat” öncelik programının bir kısmıdır. Almanya’nın dört bir yanından 30’dan fazla araştırma grubunda bu iş birliği, ITCP’den Profesör Jan-Dierk Grunwaldt tarafından kordine edilmektedir.
Yeşil hidrojen çevreye uyumlu kimyasal enerji depolama malzemesidir ve bu yüzden, çelik ve kimya endüstrilerinde karbonsuzlaştırmada önemli bir rol oynar. 2020 federal hükümetinin kabul ettiği Ulusal Hidrojen Stratejisi’ne göre; güvenilir, uygun fiyatlı ve sürdürülebilir hidrojen üretimi gelecekteki kullanımının temelini oluşturacaktır.
Kaynak : sciencedaily.com
