HİDROJEN GELECEĞİN ENERJİ KAYNAĞI OLABİLECEK Mİ?

Araştırmacılar güneş ışığını kullanarak ciddi boyutlarda hidrojen gazı üreten bir cihaz geliştirdiler.

Hidrojen fosil yakıtlara bağımlılığımızın ortadan kalkmasında kilit bir rol oynayacak gibi görünüyor. Güneş enerjisi ile su moleküllerinin ayrıştırılması sonucunda sürdürülebilir şekilde elde edilen bu gaz depolanabiliyor, araçlarda yakıt olarak ya da elektrik üretiminde kullanılabiliyor. Ancak hidrojen gazının büyük ölçekte, güvenilir şekilde ve ucuza üretilmesi halen kolay görünmüyor. Güneş enerjisi ile verimli şekilde hidrojen üretimi nadir bulunan ve pahalı materyaller sayesinde olabiliyor.

İsviçre’deki Lozan Federal Politeknik Okulu (EPFL) Yenilenebilir Enerji Bilim ve Mühendisliği Laboratuvarı’nda çalışan araştırmacılar, güneş ışığını yoğunlaştırarak birim alan ve maliyet başına daha fazla hidrojen üretmenin bir yolunu buldular. Araştırmacıların geliştirdiği ileri düzey fotoelektrokimyasal sistem yoğunlaştırılmış güneş ışınımı ve akıllı termal yönetim ile birlikte kullanıldığında güneş enerjisini %17 dönüşüm oranı ve daha önce görülmemiş güç ve akım yoğunluğu ile hidrojene çevirebiliyor. Dahası, yeni geliştirilen teknoloji oldukça kararlı ve günlük güneş ışınımının rastgele dinamiği ile de başa çıkabiliyor.

Sonuçları Nature Energy Dergisi’nde yayımlanan çalışmada güneş hücreleri üzerinden, soğutma amacıyla ince bir tabaka su akıyor. Sistemin sıcaklığı görece düşük kalıyor, bu sayede güneş hücresi daha iyi performans gösteriyor. Diğer yandan, suyla alınan ısı katalizörlere aktarılarak kimyasal reaksiyonu ve çevrim oranını artırıyor. Bu sayede hidrojen eldesi, çevrim sürecinin tüm aşamalarında optimize edilmiş oluyor.

Araştırmacılar yeni teknolojiyi ilk kez laboratuvarın güneş simülatöründe çalıştırarak sürecin kararlılığını gözlemlediler. Sonuçlar o kadar başarılı oldu ki cihazın kapasitesi büyütülerek açık arazide testlere başlandı. Araştırma ekibi güneç ışığını 1000 kat yoğunlaştıran, 7 metre çapında parabolik bir ayna kurdu. Test sonuçları bekleniyor. Araştırmacılar sistemin 30 bin saatin üzerinde bir süre (4 yıla yakın) herhangi bir parça yenilemesine gerek kalmadan işleyebileceğini düşünüyor. Diğer yandan sistem 4 yılda bir yapılacak bazı parça değişimleri ile 20 yıla kadar işleyebilecek.

Araştırmacılara göre sistem güneşli havalarda günlük 1 kg kadar hidrojen üretebilecek. Bu miktar, yenilenebilir enerji kaynağı olarak hidrojen kullanan bir aracın 100-150 km gitmesine yetiyor. Büyük ölçekte üretim için kimya fabrikaları veya hidrojen istasyonlarında birden fazla yoğunlaştırıcı sistem bir arada kullanılabilecek.