Güneş ışığıyla sudan hidrojen üreten BVR-19 kristali geliştirildi

Oregon Eyalet Üniversitesi’nden (OSU) kimyager Kyriakos Stylianou liderliğindeki ekip, hidrojen üretiminde doğrudan ışıktan yararlanan yeni bir malzeme ailesi geliştirdi. Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlanan çalışma, gözenekli ve kristal yapılı BVR-19’un ışıkla etkileşimini ortaya koydu. Bulgular, güneş enerjisini doğrudan yakıta dönüştüren daha etkili sistemlerin tasarlanmasına imkan tanıyor.

MALİYET VE EMİSYON 

Hidrojen; yakıt hücreli araçlardan amonyak üretimine, metal rafinasyonundan plastik imalatına kadar birçok alanda kullanılıyor. Doğal gazdan geleneksel metan-buhar reformasyonuyla üretilen hidrojen, depoya ulaşmadan karbondioksit salımına neden oluyor ve kilogram başına yaklaşık 1,50 dolara mal oluyor.

Sudan elektrik akımı geçirilmesine dayanan elektrokataliz yöntemiyle üretilen yeşil hidrojenin maliyeti ise kilogram başına yaklaşık 5 dolar. Araştırmacılar, ışık tabanlı yöntemle bu maliyet farkını azaltmayı amaçlıyor.

KÜKÜRTLE FOTOKATALİZ 

Metal-organik kafesler (MOF) sınıfındaki BVR-19, pozitif yüklü metal iyonlarını birbirine bağlayan organik moleküllerle nano ölçekte gözenekli bir yapı oluşturuyor. Malzeme, üzerine düşen ışıkla iki kükürt atomu arasındaki bağı geçici olarak kırıp reaktif kükürt türleri üretiyor.

Böylece pahalı metal katalizörlere ihtiyaç duymadan fotokatalizör görevi görüyor. Dr. Stylianou, temel iş yükünü kükürt içeren organik yapı taşlarının üstlendiğini belirtiyor. Işık enerjisini yakalayan malzeme, elektronları hidrojen üretimi için gereken noktalara taşıyarak malzeme tasarımında yeni bir yaklaşım sunuyor.

ODA SICAKLIĞINDA ÜRETİM 

BVR-19, karmaşık veya yüksek sıcaklık gerektiren işlemler kullanılmadan, oda sıcaklığında su bazlı bir çözeltide kendiliğinden oluşuyor. Bu üretim süreci, endüstriyel ölçekli kullanım açısından enerji avantajı sağlıyor.

OSU Malzeme Keşif Laboratuvarı’nı (MaD Lab) yöneten Stylianou, yapıdaki metalleri değiştirerek elde ettikleri bulguların daha etkili sistemler geliştirmek için bir yol haritası sunduğunu ifade ediyor. Çalışmanın, yeşil hidrojen maliyetinidüşürmeye yönelik araştırmalara rehberlik etmesi bekleniyor.