Aynı Anda Hem Hidrojen, Hem de Elektrik Üretebilecek Yeni Bir Cihaz Geliştirildi

UCLA araştırmacıları, güneş enerjisini oldukça düşük maliyetle ve yüksek verimlilikle toplayıp depolayabilen yeni bir cihaz geliştirdiler. Bu cihazın, elektronik aletlere güç sağlamada ve çevre-dostu ..
Görsel Telif: Reed Hutchinson/UCLA

UCLA araştırmacıları, güneş enerjisini oldukça düşük maliyetle ve yüksek verimlilikle toplayıp depolayabilen yeni bir cihaz geliştirdiler. Bu cihazın, elektronik aletlere güç sağlamada ve çevre-dostu araçlar için hidrojen yakıtı üretmede kullanılması mümkün.

Güneş enerjisinden elektrik elde etmek üzerine yapılmış birçok çalışma bulunuyor. Bu çalışmalar neticesinde de, her geçen gün güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren sistemlerde iyileştirmeler ve verimlilik artışı gerçekleştiriliyor. Hatta, hali hazırda birçok ülkede yenilenebilir enerjinin büyük bir kısmı solar enerjiye dayanıyor. Ancak, verimli bir şekilde güneş enerjisinin hidrojen yakıtı üretilmesinde kullanmasını sağlayacak bir sistemin geliştirilmesi, otomobiller için bilinen en temiz yakıtlardan birisi olan hidrojenin kullanımını hem ucuzlatıp hem de yaygınlaştırabilir.

Araştırmacıların geliştirdiği yeni cihaz, hidrojen yakıt pilleriyle çalışan araçların kullanımının yaygınlaşması açısından umut vadediyor. Çünkü, bu sistem içerisinde hidrojen yakıtı, nikel, demir ve kobalt kullanılarak üretiliyor. Bu elementler, hali hazırda hidrojen yakıtı üretimi süreçlerine dahil edilen platin ve diğer değerli metallere kıyasla daha bol bulunuyor ve daha ucuz.

Hidrojen, vasıtalarda kullanılabilecek ucuz, verimli ve havaya herhangi bir kirletici salmayan bir yakıt. Bu yakıtı otomobilinizde kullandığınızda atık olarak yalnızca su üretiyorsunuz. Ancak bu yakıtı yaygın olarak kullanamıyor oluşumuzun önündeki en büyük engel, hidrojenin üretim maliyetleri.

Energy Storage Materials dergisinde yayımlanan çalışmada detaylandırılan teknoloji ile artık bu yakıtı daha ucuz elde etmek mümkün. Üstelik yalnızca hidrojen yakıtı üretmede değil, aynı zamanda sıradan elektrikli cihazlarını çalıştırmak için ihtiyaç duyacağınız elektriği de üretmede aynı sistem kullanılabiliyor.

Bu sistemin diğer bir faydası da depolama noktasında karşımıza çıkıyor. Eğer güneş enerjisi ile verimli bir şekilde hidrojen üretebilirseniz, daha sonra elektrik üretiminde kullanabileceğiniz hidrojeni sonsuza dek depolayabilirsiniz.

Geleneksel hidrojen yakıt pillerinin ve süperkapasitörlerin, biri pozitif ve diğeri negatif olmak üzere iki elektrotu vardır. UCLA tarafından geliştirilen cihazın ise üçüncü bir elektrotu var. Bu üçüncü elektrot, hem enerji depolamada kullanılan süperkapasitör hem de suyu hidrojen ve oksijen olarak ayırabilecek bir cihaz gibi çalışabiliyor. Bu sistem içerisindeki üç elektrot, tek bir solar hücreye bağlı. Bu solar hücre de, sistemin güç kaynağı olarak çalışıyor. Sistemin solar hücre ile elde ettiği elektrik enerjisi iki yolla depolanabiliyor; elektrokimyasal olarak süperkapasitör içerisinde ya da kimyasal olarak hidrojen şeklinde.

Görsel Telif: Reed Hutchinson/UCLA

Her ne kadar hidrojen temiz bir yakıt olsa da, dünya genelindeki hidrojen üretiminin %95’inde doğal gaz gibi fosil yakıtlar kullanılıyor. Dolayısıyla, fosil yakıtların kullanıldığı süreç içerisinde ciddi miktarlarda karbondioksit salınımı gerçekleşiyor. Bu cihaz, hidrojeni temiz ve verimli bir şekilde üretmeye olanak sağladığı için de öneme sahip.

Süperkapasitör ve su-ayırıcı teknolojinin tek bir yerde toplanması, kamera, internet tarayıcı ve telefon özelliklerinin tek bir cihazda toplandığı ilk çıkan akıllı telefonlara benziyor. Yani, bu sistem üzerinde yapılacak çalışmalar sonrası, hem verimlilik daha da artırılabilir hem de sisteme yeni bileşenlerin eklenebilir.

Araştırmacılar en büyük yüzey alanını sağlamak için, elektrotları insan saçının kalınlığından binlerce kat daha ince olan nanokristaller halinde tasarladılar; bu da, cihazın üretebildiği hidrojen miktarını arttırdı ve aynı zamanda süperkapasitörde daha fazla şarjın depolanmasını sağladı. Araştırmacılar tarafından hazırlanan cihaz elinizin avucuna sığacak büyüklükte olsa da, cihazda kullanılan bileşenler ucuz olduğu için daha büyük sürümlerin çıkartılması da mümkün.


Kaynaklar:

  • Yasin Shabangoli, Mohammad S. Rahmanifar, Maher F. El-Kady, Abolhassan Noori, Mir F. Mousavi, Richard B. Kaner. An integrated electrochemical device based on earth-abundant metals for both energy storage and conversion. Energy Storage Materials, 2017; DOI: 10.1016/j.ensm.2017.09.010
  • Hydrogen cars for the masses one step closer to reality, thanks to UCLA invention, UCLA Newsroom, Retrieved from http://newsroom.ucla.edu/releases/hydrogen-cars-for-the-masses-one-step-closer-to-reality-thanks-to-ucla-invention?_ga=2.249704398.978259344.1511258043-934920155.1491347316

Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv