Teknoloji

Yeşil Enerjide Devrim Yaratmak: Yeni Bir Hidrojen Yakıt Hücresi Atılımı

Yeşil Enerjide Devrim Yaratmak: Yeni Bir Hidrojen Yakıt Hücresi Atılımı

Hidrojen yakıt hücresi teknolojisinde işbirlikçi araştırmalarla elde edilen bir atılım, katalizörlerde platin metallerinin gümüşle değiştirilmesiyle maliyetleri önemli ölçüde düşürdü ve uygun fiyatlı ve verimli yeşil enerji depolamaya doğru önemli bir adım attı. Yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik küresel değişim ivme kazandıkça çok önemli bir zorluk ortaya çıkıyor: Güneş ve rüzgar enerjisinin mevcut olmadığı dönemlerde enerjinin etkili bir şekilde nasıl depolanacağı.

Önde gelen rakiplerden biri olan hidrojen yakıt hücresi, Enerji Bakanlığı’nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı , Stanford Üniversitesi ve Toyota Araştırma Enstitüsü (TRI) tarafından yakın zamanda uygulamaya dönüştürülen temel araştırmalar sayesinde büyük bir ivme kazandı. Stanford ve Technion İsrail Teknoloji Enstitüsü arasındaki işbirliği yoluyla yakıt hücresi cihazı. SLAC ve Stanford Üniversitesi’nin ortak SUNCAT Arayüz Bilimi ve Kataliz Merkezi’nden yardımcı bilim insanı Michaela Burke Stevens, “Hidrojen yakıt hücreleri, hidrojeni örneğin benzine alternatif yakıt olarak kullanarak enerji depolama ve dönüştürme açısından gerçekten büyük bir potansiyele sahip” dedi. Araştırmanın kıdemli yazarlarından. “Fakat bir yakıt hücresini çalıştırmak hâlâ oldukça pahalı.”

Yakıt Pillerinin Maliyet İkilemi Burke Stevens’a göre sorun, yakıt hücrelerinin tipik olarak sistemin çalışmasını sağlayan kimyasal reaksiyonu hızlandıran pahalı platin grubu metallerle (PGM) dolu bir katalizöre dayanmasıdır. Bu, Burke Stevens ve meslektaşlarını katalizörü daha ucuz hale getirmenin yollarını aramaya yöneltti, ancak bir yakıt hücresinin kimyasında böylesine temel bir değişiklik yapmak göz korkutucu bir zorluktur: Bilim adamları genellikle küçük laboratuvar kurulumlarında çalışan bir katalizörün işe yaramadığını görürler. bir şirket bunu gerçek dünyadaki bir yakıt hücresinde denediğinde çok iyi olur.

Bu sefer araştırmacılar, PGM’leri kısmen daha ucuz bir alternatif olan gümüşle değiştirerek maliyetleri dengelediler; ancak asıl anahtar, katalizörü hücrenin elektrotlarına ulaştırmak için kullanılan kimyasal tarifi basitleştirmekti.

Araştırmacıların hidrojen yakıt hücrelerinin üretimini daha kolay ve daha ucuz hale getirebileceğine inandıkları, gözenekli bir karbon elektrot üzerinde biriktirilen gümüş-paladyum ince filminin bir çizimi. Katkıda bulunanlar: José Zamora Zeledόn, John Douglin ve Michaela Burke Stevens Bilim insanları genellikle katalizörü bir sıvıya karıştırıp ardından örgü elektrot üzerine yayıyor ancak bu katalizör tarifleri, farklı laboratuvar ortamlarında farklı araçlarla her zaman aynı şekilde sonuç vermiyor; bu da çalışmanın gerçek dünya uygulamalarına dönüştürülmesini zorlaştırıyor. . İşbirliğini mümkün kılan SUNCAT direktörü Tom Jaramillo, “Islak kimyasal prosesler laboratuvar koşulları açısından pek dayanıklı değil” dedi. Bu sorunu aşmak için SLAC ekibi bunun yerine yeni katalizörlerinin elektrotlara daha kontrollü bir şekilde bırakılması için bir vakum odası kullandı. Jaramillo, “Bu yüksek vakumlu alet, ‘ne görürsen onu alırsın’ tipi bir yöntemdir” dedi. “Sisteminiz iyi kalibre edildiği sürece prensipte insanlar onu kolaylıkla yeniden üretebilir.”

İşbirlikçi Çabalar ve Pratik Uygulama Başkalarının da kendi yaklaşımlarını yeniden üretebilmesini ve bunu doğrudan tam ölçekli yakıt hücrelerine uygulayabilmesini sağlamak için ekip, yöntemin pratik bir yakıt hücresinde işe yaradığını gösteren Technion’daki uzmanlarla çalıştı. “Bu proje burada yakıt hücresi testlerini yapmak için kurulmamıştı, bu yüzden projedeki lider Stanford lisansüstü öğrencisi José Zamora Zeledόn’in Technion’daki Dario Dekel ve doktora öğrencisi John Douglin ile bağlantı kurması nedeniyle gerçekten şanslıydık. Gerçek yakıt hücrelerini test etmek için kurulmuşlardı, bu yüzden bir araya getirilmesi gerçekten güzel bir kaynak kombinasyonuydu” dedi Burke Stevens. İki ekip birlikte, daha önceki katalizörlerde kullanılan bazı PGM’lerin yerine daha ucuz olan gümüşü kullanarak, çok daha düşük bir fiyat etiketine sahip, eşit derecede etkili bir yakıt hücresi elde edebileceklerini buldular ve artık katalizör geliştirme konusunda kanıtlanmış bir yönteme sahip olduklarından, bunu başarabilirler. Daha iddialı fikirleri test etmeye başlayın.

Jaramillo, “Tamamen PGM’siz çalışmayı deneyebiliriz” dedi. Kimya mühendisliği profesörü ve Technion’daki Grand Technion Enerji Programının yöneticisi olan Dekel, ortaklığın potansiyelinden aynı derecede heyecan duyuyordu. “Bunun akademideki yakıt hücreleri araştırmaları için olduğu kadar yakıt hücresi endüstrisindeki pratik katalizör gelişimi için de büyük faydaları var” dedi. Jaramillo, ileriye dönük olarak bunun gibi araştırmaların yakıt hücrelerinin potansiyellerini gerçekleştirip gerçekleştiremeyeceğine karar vereceğini söyledi. Jaramillo şöyle konuştu: “Yakıt hücreleri, ağır yük taşımacılığı ve temiz enerji depolama açısından gerçekten heyecan verici ve ilginç görünüyor, ancak sonuçta bu işbirlikçi çalışmanın amacı da bu, maliyetin düşürülmesi olacak.”

 

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu