Enerji sektöründe temiz ve sürdürülebilir çözümler arayışı sürerken, Birmingham Üniversitesi’nden araştırmacılar hidrojen üretiminde devrim yaratabilecek bir yöntem geliştirdi. Yeni katalizör sayesinde, hidrojen üretimi için gereken yüksek sıcaklıklar önemli ölçüde düşürülerek hem maliyet hem de enerji verimliliği artırılıyor. Bu gelişme, hem büyük tesislerde hem de atık ısı kullanan daha küçük sistemlerde hidrojen üretimini pratik hale getirebilir.
Hidrojen, evrende en bol bulunan element olmasının yanı sıra, çevre dostu enerji kaynağı olarak geleceğin yakıtı olarak görülüyor. Kullanıldığında sadece su ve ısı açığa çıkararak karbon emisyonlarını azaltıyor, buna karşın mevcut üretim yöntemlerinin yüzde 95’i hâlâ fosil yakıtlara dayanıyor. Birmingham Üniversitesi’nde Kimya Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Yulong Ding liderliğindeki ekibin geliştirdiği yeni perovskit katalizörü bu soruna farklı bir çözüm getirdi.
Araştırmanın temelinde, geleneksel yöntemlerde 700-1000 °C arasında gerçekleşen suyun termokimyasal reaksiyonla hidrojen ve oksijene ayrılması yer alıyor. Eski katalizörlerde katalizörün yeniden yapımı için 1300-1500 °C arasında çok yüksek sıcaklıklar gerekiyordu. Ancak BNCF perovskit katalizörü kullanılarak, hidrojen üretiminin 150-500 °C sıcaklıklarda mümkün hale geldiği, katalizörün ise 700-1000 °C’de yenilenebildiği gösterildi. Bu sıcaklıklar mevcut yönteme göre yaklaşık 500 °C daha düşük.
Bu önemli bulgu, hidrojenin yenilenebilir enerji kaynaklarına yakın alanlarda ve yüksek atık ısı üreten çelik, çimento, cam gibi temel endüstri sektörlerinde üretimini mümkün kılıyor. Prof. Ding, “Yerel üretimle depolama ve taşımaya ilişkin maliyet ve zorlukların aşılacağını, bu sayede hidrojen yakıtının altyapı yatırımına gerek kalmadan daha yaygın kullanılabileceğini” ifade etti.
Yapılan ön ekonomik analizler, BNCF katalizörle su ayrıştırma yönteminin yeşil hidrojen (elektrolizle üretilen) ve karbon yakalama teknolojisi kullanılan mavi hidrojen üretiminden daha düşük maliyetli olabileceğini ortaya koydu. Özellikle yenilenebilir enerjinin uygun fiyatlı olduğu ülkelerde, bu yöntem önemli ekonomik avantajlar sunuyor.
Termokimyasal su bölme yönteminin hidrojen üretimindeki önemi ise, hidrojenin doğada serbest halde değil su ve hidrokarbon yakıtlar içinde bulunmasından kaynaklanıyor. Hidrojen üretmek için bu bileşiklerden ayrılması gerekiyor. Günümüzde dominant yöntem olan buhar reformlama, yüksek oranda CO2 açığa çıkarırken, elektroliz çevreci ama maliyetli bir seçenek olarak sınırlı kullanılıyor. Işıkla çalışan yeni yöntemler henüz verimli, geniş kapsamlı ve ekonomik kullanıma ulaşamamış durumda.
Perovskitler, yapılarında oksijen absorbe edebilen ve oksijen içeren bileşikleri ayırmaya yardımcı olan kristal ağlardan oluşuyor. Araştırmada, baryum, niobyum, kalsiyum ve demirden oluşan BNCF perovskitleri öne çıktı. Bu materyal, bol bulunması ve toksik olmamasıyla çevreci bir alternatif sunuyor. Ekibin seçtiği BNCF100 katalizörü, üretim döngülerinde yapısal stabilitesini koruyarak üstün performans gösterdi.
Birmingham Üniversitesi, geliştirdiği bu teknolojiyi lisanslamak ve ticari uygulamalara taşımak için çalışmalarını hızlandırıyor. Proje, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi iş birliğiyle ilerliyor ve Avrupa’daki pazar için altyapı hazırlanıyor. Bilim dünyasında hidrojen enerjisine yönelik ihtiyacın artmasıyla birlikte, düşük sıcaklıkta üretim sağlayan bu katalizör yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji çözümlerinde yeni bir dönem başlatabilir.
📎 Kaynak: sciencedaily.com
