Küresel ölçekte en acil iki sorun olan temiz su ve enerjiye erişim, Güney Kore’de geliştirilen yeni bir teknoloji ile tek bir potada eritiliyor. Seul Ulusal Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Profesör Sung Jae Kim liderliğindeki araştırma ekibi, su arıtma işlemini enerji tüketen bir süreçten, enerji üreten bir sürece dönüştürmeyi başardı.
Geleneksel su arıtma yöntemleri yoğun elektrik tüketimi gerektirirken, elektrik üretimi de genellikle büyük miktarda su kaynağına ihtiyaç duyuyor. Bu paradoksu çözmeyi hedefleyen araştırmacılar, İyon Konsantrasyon Polarizasyonu (ICP) adı verilen nanoelektrokinetik bir fenomenden yararlanarak, hem saf su hem de hidrojen gazı üreten kompakt bir sistem tasarladı.
ENERJİ KAYBINI YAKITA DÖNÜŞTÜRÜYOR
Geliştirilen sistem, katyon değişim membranı (CEM) kullanarak çalışıyor. Membrana elektrik akımı uygulandığında, bir tarafta tuz ve kirleticiler (ağır metaller, ince partiküller) sudan ayrıştırılarak saf su elde ediliyor. Diğer tarafta ise hidrojen iyonları elektron alarak hidrojen gazına dönüşüyor.
Ekip, 3B baskı ile ürettikleri parmak büyüklüğündeki cihazda, arıtma için harcanan elektriğin yaklaşık yüzde 10’unun hidrojen enerjisi olarak geri kazanıldığını kanıtladı. Bu oran, geleneksel ICP tuzdan arındırma işlemlerinde genellikle kayıp enerji olarak görülüyordu. Üretilen hidrojenin bir yakıt hücresine entegre edilmesi durumunda, sistemin kendi elektriğini üreten "enerji açısından otonom" bir yapıya kavuşabileceği belirtiliyor.
LEGO GİBİ BİRLEŞTİRİLEBİLİR TASARIM
Mevcut elektrodiyaliz veya yüksek basınçlı pompalara ihtiyaç duyan ters ozmoz teknolojilerinin aksine, bu yeni sistem tek bir membran yapısıyla ve basınçsız çalışıyor. Cihazın en dikkat çekici özelliklerinden biri ise modüler yapısı. Araştırmacılar, sistemi LEGO blokları gibi birleştirilebilir şekilde tasarlayarak esnek bir ölçeklenebilirlik sağladı.
Bu özellik, teknolojinin sadece endüstriyel tesislerde değil; kaynakların kısıtlı olduğu uzay araçlarında, afet bölgelerinde, uzak askeri üslerde veya kişisel su arıtma cihazlarında kullanılmasına olanak tanıyor.
SÜRDÜRÜLEBİLİR TEKNOLOJİLER İÇİN BAŞLANGIÇ
Çalışmanın sorumlu yazarı Profesör Sung Jae Kim, buluşun önemini şu sözlerle özetledi: "Bu araştırmanın temel farkı, su ve enerji zorluklarını ayrı ayrı değil, aynı anda ele alabilmesidir. Modüler tasarımı sayesinde herkes aşırı koşullarda bile hem su hem de enerjiyi kolayca güvence altına alabilir."
