Bilim insanları pahalı metallere ihtiyaç duymadan güneş ışığıyla suyu ayrıştırıp temiz hidrojen gazı üreten yeni bir kristal malzeme geliştirdi.
ABD’deki Oregon Eyalet Üniversitesi’nden kimya mühendisleri, güneş ışığını doğrudan kullanarak suyu ayrıştıran ve pahalı metal katalizörlere ihtiyaç duymadan temiz hidrojen gazı üreten yeni bir fotokatalitik malzeme sınıfı geliştirdi. Araştırmada, metal-organik kafes mimarisine sahip ‘Bvr-19’ adı verilen kristal yapı mercek altına alındı. Klasik hidrojen üretim yöntemlerinin aksine, oda sıcaklığındaki sulu çözeltilerde hiçbir ek enerji harcanmadan kendiliğinden oluşabilen bu malzemenin, güneş ışığı altında reaksiyonu olağanüstü hızlandırdığı tespit edildi.
Kükürt bağları elektronları doğrudan harekete geçiriyor
Sistemin çalışma prensibini aydınlatan araştırmacılar, malzemenin içindeki sıra dışı kükürt-kükürt kimyasal bağlarının ışığa maruz kaldığında geçici olarak koptuğunu belirledi. Açığa çıkan yüksek reaktif kükürt bileşenlerinin, suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırmak için gereken elektron akışını doğrudan sağladığı saptandı. Reaksiyon yükünü platin veya paladyum gibi kıymetli metal atomları yerine malzemedeki organik kükürt bloklarının üstlenmesi sayesinde, sistemin ek bir soy metal katalizöre gerek duymadan yüksek verimle hidrojen ürettiği kaydedildi.
Yeşil hidrojen maliyetini düşürecek tasarım
Geliştirilen fotokatalizörün, suyun elektrikle parçalandığı yüksek enerji maliyetli geleneksel elektroliz yöntemlerine kıyasla çok daha ekonomik bir yeşil yakıt alternatifi sunduğu belirtildi.
Araştırmanın başyazarı Kyriakos Stylianou, malzemenin metal çekirdeklerini değiştirerek farklı varyasyonların fotokatalitik güçlerini haritalandırdıklarını ifade etti. Stylianou, elde edilen tasarım ilkelerinin, güneş ışığını doğrudan depolanabilir temiz yakıta çeviren yeni nesil reaktörlerin üretim maliyetini belirgin şekilde düşüreceğini bildirdi.
