Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü KAIST’ten bilim adamları, mevcut yeşil hidrojen üretimiyle ilgili sorunları potansiyel olarak çözebilecek bir hidrojen üretim sistemi geliştirdiler. Bu sistem, yüksek performanslı bir çinko-hava aküsüne dayanmaktadır ve yangın riskini azaltan, suda çözünebilen bir elektrolit kullanmaktadır.
Çalışmalarının sonuçları Advanced Science dergisinde yayınlandı.
Hidrojen, katma değeri yüksek malzemelerin sentezi için önemli bir hammadde olup, mevcut fosil yakıtların enerji yoğunluğunun üç katı kadar yüksek enerji yoğunluğuna sahip “temiz” bir yakıt olarak dikkat çekmektedir. Ancak modern hidrojen üretim yöntemlerinin çoğunda karbondioksit emisyonu sorunu vardır. Güneş panelleri ve rüzgar türbinleri gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanarak suyu bölerek “yeşil hidrojen” üretmek, sıcaklık ve hava koşulları nedeniyle dengesiz elektrik üretimi nedeniyle düşük verimliliğe sahiptir.
Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için araştırmacılar, üç katalitik reaksiyonun tümü için etkili olan bir baz metal katalizörü G-SHELL geliştirdiler: oksijen oluşumu, hidrojen oluşumu ve oksijen indirgenmesi. Bu katalizör, grafen oksit üzerinde büyütülmüş nano ölçekli bir metal-organik çerçeve kullanılarak sentezlendi.
Hidrojen üretim sistemi çinko-hava bataryasına dayanıyor ve mevcut bataryalardan yaklaşık 5 kat daha yüksek olan yüksek enerji yoğunluğuna (797 Wh/kg) sahip. Ayrıca yüksek çıkış performansına (275,8 mW/cm²) sahiptir ve tekrarlanan şarj ve deşarj koşullarında bile uzun süre stabil şekilde çalışabilir.
Geliştirilen çinko-hava pili bazlı hidrojen üretim sistemi, mevcut yeşil hidrojen üretiminin sınırlamalarının üstesinden gelebilecek yeni bir atılım olacak. Yüksek aktivite ve kullanım ömrüne sahip bir katalitik malzemenin düşük sıcaklıklarda ve basit bir şekilde üç farklı elektrokimyasal katalitik reaksiyonda geliştirilmesiyle gerçekleştirilen, çinko-hava piline dayanan bir hidrojen üretim sistemi.
Profesör Chung Koo Kang, araştırma grubunun başkanı
Bu sistem, yeni nesil enerji depolama cihazı olarak su elektroliz sistemine bağlanarak çevre dostu bir hidrojen üretim yöntemi olarak kullanılabilir.
