İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nden kimyagerler, plastik atıkları güneş ışığı kullanarak temiz hidrojen yakıtına ve sanayide talep gören kimyasallara dönüştüren, açık havada çalıştırılabilir ölçekte bir güneş paneli geliştirdi.
Güneş ışığıyla plastiği parçalayarak hidrojen üretme fikri daha önce laboratuvar ortamında, yapay lambalar altında ve küçük boyutlu cihazlarla test edilmişti. Profesör Erwin Reisner liderliğindeki ekip, geçmişte yaklaşık 25 santimetre (10 inç) olan panel boyutunu, her bir kenarı kabaca 1 metre (3 fit) olan yeni bir tasarıma ulaştırdı. Geliştirilen bu yeni güneş reaktörü, üniversitenin kimya binasının dışına yerleştirilerek ilk kez gerçek hava koşullarında ve doğrudan güneş ışığı altında başarıyla çalıştırıldı.
ODA SICAKLIĞINDA VE BASİT YÖNTEMLERLE ÜRETİM
Panelin üretim sürecinde yüksek ısı, ağır kimyasallar veya karmaşık fabrika süreçleri yerine oda sıcaklığında uygulanabilen "sprey kaplama" yöntemi tercih edildi. Üretim aşamaları şu şekilde gerçekleştirildi: Bir cam tabakanın üzerine ilk olarak ışık emici bir toz püskürtüldü. İkinci katmanda ise kimyasal reaksiyonu başlatan ucuz ve yaygın iki metal olan kobalt ve zirkonyum kullanıldı. Çalışmanın eş ilk yazarı Ariffin Bin Mohamad Annuar, tüm optimizasyon süreçlerinin ardından sistemin ev tipi bir boya tabancasıyla üretilebilecek kadar basit bir yapıya ulaştığını belirtti.
Açık hava testlerinde panel, atık karışımından temiz hidrojen yakıtı elde etmeyi başardı. Sistem ayrıca plastik atıkları sadece yakıta değil, fabrikaların hammadde olarak kullanabileceği kimyasal maddelere de dönüştürdü. Panel; bitki lifleri, şekerler ve ticari bir gazlı içecek şişesinden kesilen şeffaf plastikler dahil olmak üzere farklı atık türleri üzerinde çalışabilme esnekliği gösterdi. Testlerde şeker molekülleri en yüksek gaz salınımını sağlarken, sert bitki materyallerinin verimliliği daha düşük ölçüldü.
MALİYETİ ŞİMDİLİK ÇOK UCUZ DEĞİL
Araştırma ekibi, geçmiş çalışmalardaki teorik tahminlerin aksine, panelin doğrudan açık hava performansından elde edilen verilerle bir maliyet analizi yayımladı. Analiz sonuçlarına göre, bu yöntemle üretilen hidrojen yakıtı, mevcut ticari yakıt fiyatlarıyla rekabet edebilmek için henüz çok yüksek bir maliyete sahip. Panel ömrünü tamamladığında tamamen değiştirmek yerine, cam üzerindeki metal kaplamanın yeniden püskürtülerek yenilenmesi maliyetleri önemli ölçüde düşürüyor.
BAZI ENGELLER MEVCUT
Panelin endüstriyel kullanıma hazır hale gelebilmesi için aşılması gereken bazı teknik engeller bulunuyor. Sistem, güneş ışığının yalnızca ultraviyole (UV) dalga boyunu yakalayabiliyor ve saf suyu ayrıştıran en gelişmiş laboratuvar sistemlerine kıyasla saat başına daha az hidrojen üretiyor. Ayrıca uzun süreli kullanımlarda metal kaplamanın cam yüzeyden yavaşça aşınması, cihazın dayanıklılık performansını düşürüyor. Araştırmacılar, bir sonraki aşamada daha ucuz kaplamalar, daha güçlü ışık emiciler ve dayanıklılık sorununu çözecek yenileme yöntemleri üzerinde çalışılacağını bildirdi.
Araştırma, Nature Chemical Engineering dergisinde yayımlandı.
