Çinli bilim insanları, hidrojenle çalışan yakıt hücrelerinde maliyet ve performansı doğrudan etkileyen temel bir soruna çığır açıcı bir çözüm geliştirdi. Proton değişim membranlı yakıt hücrelerinin (PEMFC) en büyük darboğazı olan oksijen taşınımı problemi, triazin bazlı kovalent organik yapılar (COF’ler) kullanılarak geliştirilen yeni bir katalizör katmanıyla önemli ölçüde iyileştirildi.
AKILLI GÖZENEK AĞI
Yeni tasarımda, COF’lerin oluşturduğu düzenli mezo gözenek ağı sayesinde oksijen, doğrudan katalizör bölgelerine yönlendiriliyor. Bu yapı yalnızca oksijen kullanım verimliliğini artırmakla kalmıyor, aynı zamanda kullanılan platin miktarının etkinliğini de katlıyor. Böylece hem maliyet düşüyor hem de güç üretimi artıyor.
DAHA AZ PLATİN, DAHA FAZLA GÜÇ
Yeni sistemle geliştirilen yakıt hücresi, yalnızca 0,05 mg_Pt/cm² platin kullanarak 1.55 W/cm²’lik rekor bir tepe güç yoğunluğuna ulaştı. Bu, geleneksel PEMFC sistemlerine göre yüzde 30’un üzerinde bir performans artışı anlamına geliyor. Araştırma ekibi, benzer platin içeriğiyle çalışan yaygın sistemlerden 1.3 kat daha fazla güç elde ettiklerini açıkladı.
HİDROJEN STRATEJİSİNE DESTEK
Bu buluş, Çin’in 2060 yılına kadar net sıfır emisyon hedefi doğrultusunda yürüttüğü hidrojen stratejisi açısından kritik bir dönemde geldi. Daha düşük maliyetli ve daha verimli yakıt hücreleri, hidrojenle çalışan ulaşım sistemleri başta olmak üzere birçok alanda kullanımı mümkün kılacak. COF destekli yapının, yalnızca yakıt hücrelerinde değil, elektrolizörler, CO₂ indirgeme reaktörleri ve amonyak sentez sistemleri gibi pek çok alanda da kullanılabileceği belirtiliyor.
YARDIMCI SİSTEMLERİ BİLE ETKİLİYOR
Yeni mimarinin avantajları sadece temel yakıt hücresi performansıyla sınırlı değil. Oksijenin daha etkin iletimi sayesinde kompresör, nemlendirici ve diğer yardımcı sistemlere olan bağımlılık da azalıyor. Bu da, özellikle uzak veya şebekeden bağımsız uygulamalarda kurulum ve işletme maliyetlerini düşürüyor.
ENERJİ GELECEĞİNE ÇERÇEVE
Sektör uzmanları, bu yaklaşımın sadece yakıt hücreleri için değil, genel olarak temiz enerji sistemleri için yeni bir katalizör tasarımı çerçevesi sunduğunu ifade ediyor. Ucuz, etkili ve daha az nadir metal bağımlı çözümler sunması, hidrojen ekonomisinin önündeki en büyük engelleri kaldırabilir.
TEMİZ ENERJİDE YENİ DÖNEM
Araştırmacılar bu yeniliğin, hidrojen yakıt hücrelerinin ‘pahalı, karmaşık ve zor ulaşılır’ algısını yıkabileceğine inanıyor. COF destekli bu teknolojinin, sürdürülebilir enerji hedefleriyle yarışan dünyanın ihtiyaç duyduğu “gerçek dünya uygulanabilirliğini” sağlamaya çok daha yakın olduğu ifade ediliyor.
