Yeşil Hidrojen
Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi yardımıyla üretilen hidrojen, enerji geçişinin anahtarı olarak kabul edilir: Rüzgar ve güneş enerjisini CO2 nötr bir şekilde kimyasal olarak depolamak için kullanılabilir. Araştırmacılar, bir iridyum oksit katalizörünün yüzeyinde su elektroliz işlemlerini incelediler.
Su, güneş modüllerinden ve rüzgar türbinlerinden gelen enerjiyi kullanarak, herhangi bir tehlikeli emisyon üretmeden elektroliz yoluyla bileşenleri olan hidrojen ve oksijene ayrılabilir. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerji yeşil enerjidir, yani CO2 nötr’dür, yüksek yükleme ve dinamik koşullar altında katalizörlerin hidrojen üretilirken davranışı değiştiği için davranışı bilmek çok önemlidir. KIT Enstitüsü’nden (Kimyasal Teknoloji ve Polimer Kimyası (ITCP)) Dr. Steffen Czioska, “Yüksek akımlarda, anotta ölçümü ağırlaştıran güçlü oksijen kabarcığı gelişimi gözlemlenebilir. Bu, şimdiye kadar güvenilir bir ölçüm sinyali elde etmeyi imkansız hale getirdi” şeklinde açıklıyor. Araştırmacılar, çeşitli teknikleri birleştirerek, dinamik çalışma koşulları altında iridyum oksit katalizörünün yüzeyini temel olarak araştırmayı başardılar. Czioska, “İlk kez, güçlü kabarcık gelişimine rağmen katalizörün atomik düzeydeki davranışını inceledik” şeklinde ekledi. Amerikan Kimya Topluluğu (ACS), KIT’in uluslararası toplum için yayınlanmasının çok önemli olduğunu ifade etmekte ve ACS Editörün Seçimi olarak önermektedir.
Synchrotron Işığı ile X-ışını Absorpsiyon Spektroskopisi
Kataliz için, KIT’in ITCP’sinden, Kataliz Araştırma ve Teknoloji Enstitüsü’nden ve Uygulamalı Malzemeler Enstitüsü Elektrokimyasal Teknolojiler Grubu’ndan araştırmacılar, atomik düzeydeki değişikliklerin son derece hassas bir şekilde araştırılması için diğer analiz yöntemleriyle X-ışını absorpsiyon spektroskopisini birleştirdi. Czioska, “Reaksiyon sırasında katalizör yüzeyinde düzenli süreçler gözlemledik, çünkü tüm düzensizlikler filtrelendi – geceleri bir yolda yavaş hızda çekim yapılmasına benzer şekilde – ve dinamik süreçler de izledik” diyor. Kimyager, “Çalışmamız, dinamik yükleme altında yüksek voltajlarda katalizörün kararlılığına bağlı oldukça beklenmedik yapısal değişiklikleri ortaya koyuyor” şeklinde ekliyor. İridyum oksit çözünmesi azalırsa, malzeme kararlı kalır.
Bulgular Daha İyi ve Daha Verimli Katalizörlere Katkı Sağlayacak
Czioska, katalizör yüzeyindeki süreçlerin anlaşılmasının, yüksek elektrik potansiyellerinde katalizörlerin daha fazla araştırılmasının yolunu açacağını ve enerji geçişinin ihtiyaçlarını karşılayan daha iyi ve daha verimli katalizörlerin geliştirilmesine katkıda bulunacağını belirtiyor. Çalışma, Alman Araştırma Vakfı tarafından finanse edilen “Dynakat” öncelik programının bir parçasıdır. Almanya’nın her yerinden 30’dan fazla araştırma grubunun bu işbirliği, ITCP’den Profesör Jan-Dierk Grunwaldt tarafından koordine edilmektedir.
Yeşil hidrojen, çevreyle uyumlu bir kimyasal enerji depolama malzemesi olarak kabul edilir ve bu nedenle, çelik ve kimya endüstrileri için önemli bir elementtir. Federal Hükümet tarafından 2020 yılında kabul edilen Ulusal Hidrojen Stratejisine göre, gelecekteki kullanımı için güvenilir, uygun fiyatlı ve sürdürülebilir hidrojen üretimi temel olacaktır.
Kaynak: sciencedaily.com
