Hidrojen Üretimi için Güçlü ve Ucuz Katalizörler
Fotoğraf: Laboratuvarda Bochum’lu takım: (soldan sağa) Tsvetan Tarnev, Corina Andronescu ve Mathias Smialkowski.
Ruhr Bochum Üniversiteli (RUB) ve Warwick Üniversiteli araştırmacılar, yapay mineral pentlandit ile hidrojen üretiminin en küçük ayrıntısına kadar inceleme yaptı. Bu araştırma, hidrojen üretimi için dirençli ve ucuz tasarımlı stratejiler geliştirmeyi mümkün hale getiriyor. Warwick Üniversiteli Prof. Patrick R. Unwin tarafından yönetilen takım ve RUB’da bulunan Prof. Wolfgang Schulmann ve Dr. Ulf-Peter Aptel’in çalışma grupları, Angewandte Chemie dergisinde araştırmaların sonucunu yayınladı.
Hidrojen gazı, sudan platin katalizörü ve elektrik kullanarak üretilebilir. Aynı zamanda hidrojen gazı, gelecekte enerji kaynağı da olabilir. Ama araştırmacılar, aynı ölçüde yüksek verimlilikle mevcut malzemelerle daha kolay ve daha ucuz alternatif katalizörler bulmaya çalışıyor. Hidrojen biçimine su reaksiyonunu katalizleyebilen platin gibi birçok malzeme var. Ulf-Peter Apfel “ Bu katalizörler, platin kadar verimli ve ayrıca sülfür gibi katalizör zehirlerine karşı büyük ölçüde daha kararlı olan pentlandit minerali gibi metal kalkogenidler içeriyor.” dedi. Pentlandit, demir, nikel ve kükürt içeriyor. Pentlanditin yapısı, çeşitli kaynaklarda bulunan hidrojen üretim enzimlerinin katalitik merkezlerine benziyor.
Mevcut çalışmada araştırmacılar, birkaç yüz nanometre yarıçaplı sıvı damlasındaki mineral pentlanditin yapay olarak hazırlanan kristal yüzeyinden hidrojen üretim hızlarını inceledi. Araştırmacılar bunun için taramalı elektrokimyasal hücre mikroskopisi kullandı.
Bu çalışma onlara, malzemenin yapı ve bileşiğinin demir-nikel sülfatın elektrokatalitik özelliklerini nasıl etkilediğini gösterdi. Değişken sentez koşulları veya malzemenin yıpranması ile demir ve nikel arasındaki oranda en küçük değişikler bile elektrokimyasal hidrojen yapımındaki etkiyi önemli ölçüde değiştirdi. Ulf-Peter Apfel “ Bu elde edilen bilgilerle, çalışmayı devam ettirebiliyoruz ve daha dirençli ve ucuz katalizörleri iyileştirmek için stratejiler geliştirebiliyoruz.” diyor.
Ayrıca araştırmacılar, taramalı elektrokimyasal hücre mikroskopisi ile malzemelerin yapısı, bileşimi ve elektrokimyasal aktifliği üzerine bilgileri birleştirmeyi mümkün hale getirdi. Bu yüzden yöntem daha yüksek aktiflikli malzemeleri bu yolla üretmemizi ve özellikle katalizörleri tasarlamamızı sağladı. Wolfgang Schuhmann “Bu sebeple gelecekte bu yöntem, elektrokatalizör olarak aktif hetorojen katalizörler arayışında önemli bir rol oynayacak.” dedi.
Kaynak: phys.og
