Bilim insanları pahalı metal kullanmadan hidrojen üreten yeni malzeme geliştirdi

ABD'deki Oregon Eyalet Üniversitesi'nden kimya mühendisleri, güneş ışığını doğrudan kullanarak suyu hidrojen ve oksijene ayrıştıran yeni bir fotokatalitik malzeme sınıfı geliştirdi. Metal-organik kafes mimarisine sahip 'BVR-19' adı verilen bu kristal yapı, temiz hidrojen üretiminde maliyetleri düşürebilecek bir yöntem sunuyor.

Geliştirilen malzemenin en önemli özelliği, geleneksel yöntemlerde kullanılan platin veya paladyum gibi pahalı ve kıymetli metal katalizörlere ihtiyaç duymadan yüksek verimle çalışabilmesi. BVR-19, oda sıcaklığındaki sulu çözeltilerde hiçbir ek enerji harcanmadan kendiliğinden oluşabiliyor ve güneş ışığı altında reaksiyonu önemli ölçüde hızlandırıyor.

Sistemin çalışma prensibi, malzemenin içindeki sıra dışı kükürt-kükürt kimyasal bağlarına dayanıyor. Araştırmacılar, bu bağların ışığa maruz kaldığında geçici olarak koptuğunu ve açığa çıkan yüksek reaktif kükürt bileşenlerinin, suyun ayrışması için gereken elektron akışını doğrudan sağladığını tespit etti. Bu sayede reaksiyon yükünü metal atomları yerine organik kükürt blokları üstleniyor.

Araştırmanın başyazarı Doç. Dr. Kyriakos Stylianou, metal çekirdeklerini değiştirerek farklı varyasyonların fotokatalitik güçlerini haritalandırdıklarını belirtti. Stylianou, elde edilen tasarım ilkelerinin, güneş ışığını doğrudan depolanabilir temiz yakıta çeviren yeni nesil reaktörlerin üretim maliyetini belirgin şekilde düşüreceğini ifade etti.

Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlanan çalışma, suyun elektrikle parçalandığı yüksek maliyetli geleneksel elektroliz yöntemlerine kıyasla daha ekonomik bir yeşil yakıt alternatifi sunuyor. Bu yeni yaklaşım, araç yakıt hücrelerinden kimya sanayisine kadar geniş bir alanda hidrojen üretiminin önünü açabilir.