Yapay fotosentez nedir? Yapay fotosentez ile hidrojen üretimi
Hidrojenin iklim değişikliğini azaltmak için büyük bir potansiyele sahip olduğunu biliyor muydunuz? Ancak üretimi çevreye zarar veren büyük miktarda fosil yakıt tüketimine neden olmaktadır. Bu nedenle bilim adamları, yapay fotosentez kullanan bir çalışma ile onu nasıl güvenli bir şekilde üretebileceklerini araştırıyorlar. Size yapay fotosentez ile hidrojen üretiminin nasıl olduğunu açıklıyoruz.
Yapay fotosentez yoluyla hidrojen üretimi
Hidrojenin üretilme yollarından biri elektroliz işlemidir. Bu, su moleküllerinin (H2O) bir elektrik akımı aracılığıyla hidrojen ve oksijene bölünmesinden oluşur. İşlem, H2O ve karbondioksiti oksijen ve glikoza dönüştürmek için güneş ışığından gelen enerjiyi kullanan bitkilerdeki fotosenteze benzer.
Böylece Peng Zhou liderliğindeki Michigan Üniversitesi’nden bilim adamları, hidrojen elde edilmesini sağlayan yapay bir yaprak oluşturdular. Bu bulgu, su moleküllerini ayırmak için güneşten enerji topladığı için fotosentezi tekrarlıyor.
Çalışması kapalı bir ortamda gerçekleşir ve aşağıdaki gibi unsurları kullanır:
- Saf su.
- Büyük miktarda güneş ışığının konsantrasyonu.
- Indiyum ve galyumun nitrür fotokatalist ile birleştirilmesi.
Bu malzemeler havanın arıtılmasında ve organik kirleticilerin ayrıştırılmasında kullanılır; Bu nedenle, kombinasyonları, kirleticilerin ortadan kaldırılmasında daha fazla verimlilik sunar.
Bunu başarmak için, güneş ışığını H2O’ya daldırılmış yarı iletken bir katalizör üzerinde yoğunlaştıran büyük bir mercek kullanıldı. Bu katalizör kızılötesi ışığı yakalar ve odayı 70 °C’ye ısıtır. İşlem, suyun ayrılmasını etkinleştirir ve hidrojen üretir.
Yapay fotosentezin avantajları
Bu yapay fotosentez sürecinin ana faydalarından biri, yenilenebilir enerji ve çevresel sürdürülebilirliğin teşvik edilmesidir.
Tekniğin diğerlerine göre avantajlarından bir diğeri de kullanılan plakanın 75 °C’lik sabit bir sıcaklığı muhafaza edebilmesidir. Bu sıcaklık, suyu daha hızlı bölen gerekli ısıyı tutmak için idealdir. Buna karşılık, kalan ısı, hidrojen ve oksijenin ayrı tutulmasına izin verir.
Benzer şekilde, yapay fotosentez yöntemi de güneşten gelen ışıktan büyük ölçüde yararlanır. Başka bir deyişle, reaksiyonu ısıtmak için doğal ışık ve laboratuvarda üretilen bir başka ışık kullanılır.
Bilim adamlarının tahminlerine göre dış mekan versiyonunda %6,1, kapalı ortamda ise %9 verimlilik söz konusudur. Bu yöntem, yalnızca %3’ün altında verimlilik elde edebilen önceki yöntemlere göre önemli gelişmeler sergiliyor.
Hidrojen, fosil yakıtlara karşı arzu edilen bir alternatif olmaya devam ederken, bu süreç onu üretmenin temiz, ekonomik ve verimli bir yolunu sağlayabilir.
Profesörlere göre, en büyük fayda, sürdürülebilir hidrojenin maliyetini en aza indirmektir. Bu, genellikle cihazın en pahalı parçası olan yarı iletkenin küçültülmesiyle sağlandı.
Araştırmacılar, verimliliği artırmak ve yöntemi ticari üretim için uygun hale getirmek istiyor. Bunun amacı, gelecekte düşük maliyetli yeşil hidrojen üretmek için mevcut altyapıdan yararlanmaktır.
Buna karşılık, kullanılan malzemelerle daha büyük ölçekte daha büyük bir üretim olması bekleniyor. Son olarak, çalışma yazarları bu yapay prosedürlerin doğal olanlardan daha verimli olduğundan emindir. Sonuç olarak, bilimin sıkı çalışması sayesinde hidrojen elde etmek mümkündür. Laboratuvar testleri sayesinde, yenilenebilir enerji için bu temel bileşiği elde etmek mümkündür. Gelişmeleri izlemeye devam edelim.