Ucuz Hidrojen Yakıt Hücresi
Imperial’den araştırmacılar; demiri kullanılan hidrojen yakıt hücresinin, nadir bulunan ve pahalı olan platinin yerine birçok teknolojide kullanılabileceğini gösterdi.
Hidrojen yakıt hücreleri; hidrojeni, su buharı ve elektriğe dönüştürerek, özellikle araçlarda, taşınabilir güç için etkili bir çevreci alternatifi sunar.
Ancak, birincil bileşiklerin birinin maliyeti yüzünden yaygın kullanımları engellenmiştir. Elektrik üreten bu reaksiyonun bu problemini çözmek için yakıt hücrelerinde, pahalı ve nadir bulunan platinden yapılan katalizör kullanılmaya başlanmıştır.
Londra Imperial Üniversitesi tarafından yönetilen bir ekip, sadece demir, karbon ve nitrojen (daha ucuz ve kolay bulunurlar) materyallerini kullanan bir katalizör yaptılar ve yüksek güçte katalizörün yakıt hücresini çalıştıracağını gösterdiler. Sonuçlar, bugün Nature Catalaysis’de yayınlandı.
Imperial Kimya Bölümü Baş Araştırmacı Profesörü Anthony Kucernak, “Şu anda platinli katalizördeki platin, bir yakıt hücresinin maliyetinin yaklaşık %60’ını oluşturmaktadır. Yakıt hücrelerine uygun bir alternatif sunabilmek, maliyetide düşürmek göze alınırsa, fosil yakıt gücüyle çalışan araçlardan geçer” dedi.
“Bizim daha ucuz katalizörümüz, bu fikri gerçeğe dönüştürmeli ve hidrojeni yakıt olarak kullanan yenilenebilir enerji sistemlerinin önemli ölçüde yayılmasına izin vermelidir. Böylece sera gazı emisyonu azaltılabilir ve Dünya sıfır emisyona yaklaşabilir” şeklinde ekleme yaptı.
Ekibin inovasyonu, elektriksel olarak iletken olan bir karbon matriksinde tüm demirlerin tek atomlar halinde dağıldığı bir katalizör üretmekti. Tek demir atomlu katalizör, kümelenmiş çoklu demir atomlu katalizöre göre onları daha reaktif kılan farklı kimyasal özelliklere sahiptir.
Bu özellikler demirin yakıt hücrelerinde gereken reaksiyonlarını arttırır, böylece platin için iyi bir alternatif olur. Lab deneylerinde, tek demir atomlu katalizörün performansının, platinli katalizöre yakın olduğu gösterilmiştir.
Yakıt hücrelerinde daha ucuz katalizör üretmek için ekibin geliştirdiği metot, pahalı kimyasal oksidanlar yerine atmosferik oksijeni reaktanda kullanan kimyasal reaksiyonları ve zararlı kirleticileri gidermek için hava kullanarak atık suyun arıtılması gibi işlemleri diğer katalizörlere uyarlamaktır.
İlk yazar ve Imperial Kimya Bölümü’nden Dr Asad Mehmood, “Yeni kimyasal ve elektrokimyasal işlemi yaptıran tek atomlu katalizörü yapmak için yeni bir yaklaşım ortaya koyduk. Spesifik olarak, sentez esnasında çoklu demir kümeleri oluşturmamak için transmetallasyon adı verilen bir yöntem kullandık. Bu, benzer bir katalizör türü hazırlamak isteyen diğer bilim adamlarına faydalı olmalıdır.
Ekip, katalizörü uygun sistemlerde denemek için İngiltere yakıt hücresi katalizör üreticisi Johnson Matthey ile görüşerek katalizörü denedi ve yeni katalizörlerini ticari olarak yakıt hücrelerinde kullanılabilmek için çoğaltabilmeyi umuyorlar. Bu arada, katalizörün stabilitesini artırmak için çalışıyorlar, bu yüzden platinle dayanıklılığın yanı sıra performans olarak da eşleşiyor.
KAYNAK: sciencedaily.com
