Ana Sayfa Makale Yeşeren Teknoloji Yeşil hidrojen üretiminde yeni elektroliz teknolojisi

Yeşil hidrojen üretiminde yeni elektroliz teknolojisi

Günümüzde fosil yakıtlara alternatif olarak geliştirilen enerjilerden birisi de hidrojendir. Suyun elektrolizi, sudan hidrojeni ayrıştırır ve sera gazı emisyonu oluşturmadan gerçekleşen bu olay, yeşil enerji üretmenin iyi bir yolu olduğu için araştırma ve geliştirme konusudur. Gelişmiş ülkelerde geleneksel olarak perflorokarbon bazlı proton değişim membranlı su elektrolizörü (PEMWE) kullanılmaktadır. Bu yöntem asil metal bazlı katalizör çekirdek teknolojisine sahiptir. Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’den Dr. So Young Lee ve ekibi, geleneksel yöntemin sınırlarını ele alarak daha düşük maliyetli, yüksek kalite ve performansa sahip yeni nesil anyon değişimli membranlı su elektrolizörleri (AEMWE) için hali hazır olan PEMWE teknolojisinin yerine geçecek membran elektrot düzeneği (MEA) geliştirdi.

AEMWE elektrot bağlayıcı ve anyon değişim membranı kullanırken pahalı platin grubu metalleri tercih edilmemektedir. Elektroliz hücresinde ayırıcı plaka olarak titanyum yerinde demir tercih edilmiştir. Yalnızca katalizör ve ayırıcı fiyatları kıyaslandığında PEMWE’ye oranla 3.000 kat daha az maliyet sağlanmıştır ancak performans konusunda PEMWE’ye nazaran 100 saatten az çalıştığından satışa uygun olmadığı tespit edilmiştir. 

Araştırma ekibi bu teknolojiden yola çıkarak yapı içindeki alanı artırıp alkali ortamda iyon iletkenliği ve dayanıklılığa sahip poli florenil-ko-aril piperidinyum bazlı anyon değişim malzemeleriyle çalıştı. Geliştirilmiş olan yeni malzeme 60 oC‘de 1.000 saatten fazla çalışarak PEMWE’lere göre 1 M KOH anot ile 2 V’ta 7,68 A’lik rekor akım yoğunluğu performansına erişmiştir1.

Yeni teknoloji AMWE, dayanıklılık ve performans sorunlarını aşıp PEMWE’nin yerini alacak başarıyı elde etmiştir. Anyon değişim membran malzemelerinin ticarileştirilmesi geniş uygulama alanı ile yol almaktadır. Dr. Lee mevcut teknolojinin ötesinde performansa sahip düşük maliyetli teknoloji geliştirdiklerini belirtirken bu teknolojinin, su elektolizinin gelecek nesilde tanıtılmasında temel taşı olacağını ümit ediyor. Bu teknolojinin sadece elektroliz uygulamalarında değil hidrojen yakıt hücreleri, karbon yakalama kullanımı ve doğrudan amonyak yakıt hücreleri için bir çekirdek malzeme olarak kullanabileceğini açıklamıştır2.

 

Kaynaklar

  1.  Chen, N., Paek, S. Y., Lee, J. Y., Park, J. H., Lee, S. Y., & Lee, Y. M. (2021). High-performance anion exchange membrane water electrolyzers with a current density of 7.68 A cm− 2 and a durability of 1000 hours. Energy & Environmental Science, 14(12), 6338-6348. https://doi.org/10.1039/D1EE02642A
  2. https://techxplore.com/news/2022-01-advancing-electrolysis-technology-production-green.html

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar