Karbondioksiti Tutarken Elektrik ve Hidrojen Üreten Yeni Pil Sistemi Geliştirildi
Fotoğraf 1: Organik pilden membransız pile kadar her pil sistemi için şematik konfigürasyon ve çalışma prensibi
Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST) tarafından yapılan yeni bir çalışmada karbondioksit (CO2) emisyonlarını önemli ölçüde azaltırken hızlı ve etkili bir şekilde hidrojen ve elektrik üretebilen yeni bir pil sistemi geliştirildi.
Nano Energy dergisinin Ocak 2021 sayısında yayınlanan bu çalışma, Profesör GunTae Kim ve araştırma ekibi tarafından UNIST Enerji ve Kimya Mühendisliği Okulu’nda gerçekleştirildi. Araştırma ekibi, yapılan çalışma kapsamında membran içermeyen sulu metal-CO2 pil geliştirmeyi başardı. Geliştirilen bu yeni pilin, mevcut sulu metal-CO2 sistemlerinden farkı ise kolay üretim prosesinin yanında tek tip elektrolit ile sürekli çalışmaya da olanak sağlamasıdır.
Araştırmacılar, zararlı yan ürünler olmaksızın elektrik ve katma değerli kimyasallar üreterek CO2 emisyonlarını tutmak ve ayırmak için membransız (MF) bir Mg-CO2 pil tasarladı. Bu piller, kolay hidrojen üretim prosesi ile CO2’nin dolaylı olarak kullanımına dayalı olarak çalışmaktadır. Ayrıca, tasarlanan bu yeni pilin % 92.0 gibi yüksek faradik verimlilik sergilediği de tespit edildi.
Araştırma ekibi yapılan çalışmayla ilgili olarak “Yeni geliştirilen laboratuvar ölçekli MF Mg-CO2 pil teknolojisini ticari bir ürüne dönüştürmek için, CO2 ve yeryüzünde bol miktarda bulunan rüzgar, güneş gibi yenilenebilir enerji vasıtasıyla sürdürülebilir insan yaşamını daha iyi desteklemek için elektrik ve katma değerli kimyasallar üreten operasyonel bir prototip sistemi tasarladık. “dedi.
MF Mg-CO2 pil sistemi, yalnızca bir Mg-metal negatif elektrot, bir sulu elektrolit ve bir pozitif elektrot katalizörü gerektirmektedir. Bu özelliği dolayısıyla da MF Mg-CO2 pil sisteminin arabalarda kullanılan hidrojen yakıt hücrelerine benzer bir yapısı vardır. Bununla birlikte, mevcut yakıt hücrelerinin aksine, sulu elektrolitlere dayanmaktadırlar. Sonuç olarak, yeni geliştirilen MF Mg-CO2 pil, herhangi bir zararlı yan ürün olmaksızın elektrik ve katma değerli kimyasallar üreterek CO2 emisyonlarını başarılı bir şekilde tutmuştur.
Fotoğraf 2: (a) MF Mg-CO2 pilinin şematik gösterimi. (b) Doymuş durumda CO2 ve N2‘nin deşarj işleminden sonra çökelmiş beyaz katının XRD profili.
Araştırma ekibi proje sonuçlarıyla ilgili olarak “Bulgularımız, yeni geliştirilen MF Mg-CO2 pil teknolojisinin, hiçbir zararlı yan ürün olmadan, pratik öneme sahip çeşitli katma değerli kimyasallar ve CO2‘ten elektrik üretilmesi konusunda büyük faydalar sağladığını gösteriyor.” dedi ve yapmış oldukları bu projeyle gelecekteki alternatif teknolojiler için dolaylı sirkülasyonlu CO2’nin elektrokimyasal kullanımının önünü açtıklarını belirtti.
Kaynak: sciencedaily.com
