Hidrojenle Çalışan Araçlar için Yeni Piller Geliştirildi
Lawrance Livermore ve Sandy Ulusal Araştırma Laboratuarından farklı dallardan bilim insanlarının işbirliğiyle hidrojenle çalışan araçlar için hidrojen depolarının daha verimli kullanılması adına yeni bir sistem geliştirdi.
Hidrojen çok iyi bir enerji taşıyıcısı olmasına rağmen düşük basınçlarda saklamak hafif malzemelerle pek mümkün değil. Diğer yandan Metal Hidrit yapıları onları depolamayı vaat etse de hidrojenin tutulması ve yavaşça salınıvermesi konusunda yeterli değiller. Bu yüzden bu malzemelerin Karbon gibi başka bir ortam içerine sızdırılması olan Nanohapsetme yöntemi farklı yeteneklerini gözler önüne seriyor. Şöyle ki Hidrojenin ortamda izlediği yolu kısaltıyor ya da malzemenin termodinamik kararlığını değiştirip sürecin çok daha hızlı izlemesini sağlıyor.
Ne var ki Taylandda ki Mahidol Üniversitesi ve Ulusal Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsünden hazırlanan ortak ekip nanohapsetme yöntemini farklı bir şekilde sonuçlandırdı. Eğer Malzeme bir döngüye girerse Nanohapsetme yönteminde farklı bir ara faz oluşuyor bu da bu yöntemin potansiyelini daha da arttırıyor.
Araştırmacılar yüksek hidrojen tutma kabiliyetine sahip Lityum Nitrit (Li3Ni)’i nano hapsetme yöntemiyle beraber kullandılar. Teorik ve deneysel veriler kullanılarak hazırlanan çalışmada nano ara faz hidrojen tutulması ve salınmasında nasıl bir yol izlediği gözlendi ve sonunda bu ara fazdan çok daha hızlı bir performans ve tersinirlik elde edildi. Çalışma 23 Şubatta Advanced Material İnterfaces dergisinde kapak sayfasında boy gösterdi.
Araştırmayı yürüten LLNL’in Malzeme Bilimcisi Brandon Wood, ortamda bulunan performansı düşüren ve sistemi yavaşlatan istenmeyen ara fazların bertaraf edilmesindeki anahtar tekniğin ya oluşturulması ya da harcanması olduğunu ve eğer bu yapılırsa depolama kapasitesinin çok büyük bir miktarda artırılabileceğini ve termodinamik ihtiyaçların çok daha kolay bir şekilde karşılanabileceğini ifade etti. Ve bu malzemede ara fazın bunu yaptığını yani nanohapsetme malzemelerinin yeterince küçük kalmasını sağladığını belirtti. Hidrojen depolamaya yenilik katan bu yöntemde reaksiyonlar mikroyapılarla değiştirilebilir hale gelecek.
Livermore araştırmacıları termodinamik modellemeyi kullanarak Hidrojenlenmiş ve Hidrojenlenmemiş yapılar arasındaki sınırlarda oluşan katı fazların dağılımına neden olan tanımlamaları yapmaya çalışıyor. Nano olarak hapsedilmiş Li3Ni yapısındaki dağılımların hesaplamaları Spektroskopik olarak doğrulanmış durumda.
Nano boyutta hapsedilmiş Li3Ni yapısı şarj edilebilir, yüksek Hidrojen depolama performansına sahip ve Metal hidritlerde ara yüzleri kullanarak hidrojenin konumlanmasını sağlıyor.
Araştırmanın yardımcılarından LNLL’den Tae Wook Heo, Çalışmanın hidrojen depolama reaksiyonlarıyla, katı haldeki pil reaksiyonlarının kıyaslanmasını sağladığını ve bu bilgileri kullanarak insanların pillerdeki ara yüzler üzerine farklı stratejiler geliştirebileceğini ifade etti. Diğer yandan Mikro yapılarla adeta bir terzi gibi oynanarak performans hedefleri için en iyi yolun seçilebileceğini dile getirdi.
Kaynak : phys.org
