Güneş ışığıyla temiz hidrojen üretiminde yeni dönem: Kıymetli metallere ihtiyaç kalmayabilir

Güneş ışığıyla temiz hidrojen üretiminde yeni dönem: Kıymetli metallere ihtiyaç kalmayabilir

ABD’de Oregon Eyalet Üniversitesi’nden kimya mühendisleri, güneş ışığını doğrudan kullanarak suyu ayrıştıran ve pahalı metal katalizörlere ihtiyaç duymadan temiz hidrojen gazı üretebilen yeni bir fotokatalitik malzeme sınıfı geliştirdi.

Araştırmada, metal-organik kafes mimarisine sahip “BVR-19” adlı kristal yapı incelendi. Klasik hidrojen üretim yöntemlerinden farklı olarak, oda sıcaklığındaki sulu çözeltilerde herhangi bir ek enerjiye ihtiyaç duymadan kendiliğinden oluşabilen malzemenin, güneş ışığı altında suyun ayrıştırılması tepkimesini önemli ölçüde hızlandırdığı belirlendi.

Kükürt bağları elektron akışını sağlıyor

Araştırmacılar, sistemin çalışma mekanizmasını inceleyerek malzemenin yapısında bulunan sıra dışı kükürt-kükürt bağlarının ışığa maruz kaldığında geçici olarak koptuğunu tespit etti.

Bu süreçte ortaya çıkan yüksek reaktif kükürt bileşenlerinin, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için gerekli elektron akışını doğrudan sağladığı belirlendi. Böylece reaksiyon yükünü platin veya paladyum gibi kıymetli metal atomları yerine malzemedeki organik kükürt blokları üstleniyor.

Bu özelliğin, sistemin ek bir soy metal katalizöre ihtiyaç duymadan yüksek verimle hidrojen üretmesine imkan sağladığı kaydedildi.

Yeşil hidrojen üretim maliyetini düşürebilir

Geliştirilen fotokatalizörün, suyun elektrik kullanılarak parçalandığı ve yüksek enerji maliyetleri gerektiren geleneksel elektroliz yöntemlerine alternatif olabileceği belirtildi.

Araştırmanın başyazarı Kyriakos Stylianou, malzemenin metal çekirdeklerini değiştirerek farklı varyasyonların fotokatalitik özelliklerini haritalandırdıklarını ifade etti.

Stylianou, elde edilen tasarım ilkelerinin, güneş ışığını doğrudan depolanabilir temiz yakıta dönüştüren yeni nesil reaktörlerin üretim maliyetini önemli ölçüde azaltabileceğini söyledi.