Yeşil hidrojen üretiminde rekor kıran yeni katalizör geliştirildi

Nottingham Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, platin ve nikel atomlarının yeniden düzenlenmesiyle su ayrıştırmada yüksek performans gösteren yeni bir katalizör geliştirdi.

Yeşil hidrojen üretiminde maliyetleri düşürmek ve verimliliği artırmak için yürütülen çalışmalara bir yenisi eklendi. Nottingham Üniversitesi liderliğindeki uluslararası araştırma ekibi, su ayrıştırma sürecinde yüksek katalitik performans gösteren yeni bir nano ölçekli yapı geliştirdi. Projede Birmingham Üniversitesi, Diamond Light Source ve Almanya’daki Ulm Üniversitesi’nden uzmanlar da yer aldı. Araştırmacılar, platin ve nikel atomlarının dinamik biçimde yeniden düzenlenmesiyle hidrojen üretiminde daha etkili bir katalizör elde ettiklerini açıkladı.ATOMLARIN HAREKETİ GERÇEK ZAMANLI İZLENDİÇalışmada, birkaç düzine platin ve nikel atomundan oluşan nano parçacıklar gelişmiş elektron mikroskopisiyle incelendi. Nottingham Üniversitesi Kimya Fakültesi’nden Dr. Jesum Alves Fernandes liderliğindeki ekip, başlangıçta eşit karışım halinde bulunan iki metalin kısa süre içinde ayrıştığını gözlemledi. Araştırmacılar, bu ayrışmanın ortak bir atomik sınır korunarak gerçekleştiğini belirtiyor. Geleneksel termodinamik beklentilerin dışında gelişen bu süreç, elektrokimyasal su ayrıştırma için son derece aktif bir arayüz oluşturdu. Dr. Fernandes, çalışmanın önemini, parçacık yapısının atom ölçeğinde doğrudan izlenebilmesi ve tersine çevrilebilir şekilde ayarlanabilmesiyle açıkladı.PLATİN VE NİKEL OKSİT BİRLİKTE ÇALIŞIYORAyrışma sürecinin ardından nikel, oksijenle reaksiyona girerek nikel oksit formuna dönüştü. Ortaya çıkan yapı, platin metal ve nikel oksitten oluşan iki farklı bölümün atomik düzeyde temas ettiği bir katalizör haline geldi. Nottingham Üniversitesi’nden Prof. Dr. Andrei Khlobystov, bu iki malzemenin birbirine çok yakın konumlanmasının su ayrıştırma tepkimesinde yüksek verim sağladığını belirtti. Ulm Üniversitesi’nden Prof. Dr. Ute Kaiser ise parçacıkların hareketini yüksek çözünürlükte izleyebilmek için grafen tabakasından yararlandıklarını ifade etti. Grafenin çok ince yapısı, atom hareketlerinin daha net takip edilmesine imkan verdi.TERSİNE ÇEVRİLEBİLEN YAPIAraştırmanın dikkat çeken yönlerinden biri, geliştirilen yapının tersine çevrilebilir olması. Deney koşulları değiştirildiğinde ayrışan platin ve nikel oksit yeniden alaşım haline getirilebiliyor. Bu özellik, farklı çalışma koşullarına uyum sağlayabilen daha akıllı katalizörlerin geliştirilmesi açısından önemli görülüyor. Araştırmacılar, malzemenin bu dinamik davranışının canlı sistemlere benzer şekilde çevresine yanıt verebildiğini belirtiyor.YEŞİL HİDROJEN MALİYETLERİNE KATKI SAĞLAYABİLİRYeşil hidrojen üretiminde suyun elektroliz yoluyla ayrıştırılması, yüksek verimli ve dayanıklı katalizörlere ihtiyaç duyuyor. Platin gibi değerli metaller bu süreçte etkili olsa da maliyetleri nedeniyle yaygın kullanımda sınırlayıcı olabiliyor. Yeni geliştirilen platin-nikel oksit yapısı, daha verimli katalizör tasarımları için önemli bir yol sunabilir. Araştırmacılar, bu yaklaşımın yalnızca hidrojen üretiminde değil, petrokimya, kimyasal üretim ve sürdürülebilir sanayi uygulamalarında da kullanılabileceğini belirtiyor. Yüksek verimli katalizörlerin ticarileşmesi halinde, yeşil hidrojenin üretim maliyetinin düşmesi ve fosil yakıtlarla daha rekabetçi hale gelmesi bekleniyor.