Hidrojen, temiz enerji dönüşümünün en umut verici yakıtlarından biri olarak görülse de depolanması ve taşınmasıyla ilgili ciddi teknik sorunlar nedeniyle henüz yaygın kullanıma girebilmiş değil. Periyodik tablonun en hafif elementi olan hidrojen, atomik ölçekteki boşluklardan sızabildiği için yüksek basınçlı tanklarda bile güvenli şekilde tutulmakta zorlanıyor. Bu durum, hidrojenin üretildikten sonra saklanmasını ve uzak bölgelere taşınmasını riskli ve maliyetli hale getiriyor. Çinli araştırmacıların geliştirdiği yeni bir yöntem ise bu sorunu kökten farklı bir yaklaşımla ele alıyor.
Araştırma ekibi, hidrojen gazını önceden üretip depolamak yerine, güneş enerjisini sıvı bir kimyasal sistem içinde saklayarak hidrojenin yalnızca ihtiyaç duyulduğu anda üretilmesini sağlayan bir düzenek tasarladı.
Sistem, ticari olarak kolayca bulunabilen amonyum metatungstat ile grafitik karbon nitrürün metanol bazlı bir sıvı içinde bir araya getirilmesine dayanıyor. Güneş ışığına maruz kaldığında grafitik karbon nitrür, ışığı soğurarak elektron üretmeye başlıyor. Ortaya çıkan bu elektronlar, tungsten bazlı yapı tarafından tutuluyor ve böylece enerji kimyasal olarak depolanmış oluyor. Çözeltinin renginin açık sarıdan maviye dönmesi, bu enerji birikiminin gözle görülür bir göstergesi olarak tanımlanıyor.
Güneş enerjisi kimyasal olarak depolanıyor, hidrojen ihtiyaç anında üretiliyor
Bu sistemin en dikkat çekici yönü, depolanan enerjinin karanlıkta da uzun süre korunabilmesi. Hidrojen üretimine ihtiyaç duyulduğunda, çözeltiye platin temelli bir katalizör ekleniyor ve depolanan elektronlar serbest bırakılarak hidrojen gazı açığa çıkıyor.
Advanced Materials dergisinde yayımlanan çalışmaya göre yöntem, hem güneş ışığı altında hem de tamamen karanlık koşullarda yüksek verim sağlıyor. Özellikle karanlık ortamda elde edilen hidrojen üretim hızları, benzer sistemlerle kıyaslandığında dikkat çekici düzeyde bulunuyor.
Araştırmacılar, kullanılan iki malzemenin enerji seviyelerinin birbiriyle uyumlu olmasının sistem içinde doğal bir elektrik alan oluşmasına yol açtığını ve bunun da elektron transferini hızlandırdığını belirtiyor. Bu sayede hidrojen üretimi yalnızca aydınlıkta değil, enerji depolandıktan sonra da etkin biçimde sürdürülebiliyor.
Çalışma, güneş olmayan saatlerde de temiz yakıt üretimine imkan tanıması ve tehlikeli hidrojen depolama ihtiyacını ortadan kaldırması açısından önemli bir adım olarak değerlendiriliyor. Uzmanlara göre bu yaklaşım, güneş enerjisi açısından zengin bölgelerde üretilen enerjinin daha esnek ve güvenli şekilde kullanılmasının önünü açabilir.
Kaynak: Advanced Materials