Güneş enerjisini kullanarak suyu kendi bileşenlerine (hidrojen ve oksijene) ayırmak mümkün. Böylece hidrojen yakıtının elde edilmesinde güneş enerjisi kullanılmış olur. Bu genellikle iki yöntemle yapılabilir: suyu bileşenlerine ayırmak için ya fotoelektrokimyasal hücreler ya da su moleküllerini ayrıştıran bir elektrolizleyicinin elektriğini üretmek için güneş hücreleri kullanılır. İkinci yöntem ile ilgili bir sorun vardır. Çünkü bu yöntem Dünya’da nadir bulunan elementlere dayalı bir yöntemdir. Fakat bu sorunu ortadan kaldırmak için İsviçre Ecole Polytechgnique Federale de Lausanne (EPFL)’den bilim insanları yaygın olarak bulunan malzemeleri kullanarak bunu başardı ve güneş enerjisiyle hidrojen dönüşüm verimliliği ise literatüre göre oldukça yüksek.
Araştırmacılar kullandıkları elektrolizleyicideki elektrotlar için nikel ve demir katalizörlere ilaveten perovskitten yapan solar absorblayıcılar kullandılar. Perovskit ise güneş hücrelerinde sıklıkla kullanılan bir malzemedir.
Bu malzeme yeni keşfedilmiş değil, ilk olarak 1839 yılında Ural dağlarından bulunmuştu ve fotovoltaik hücrelerde genellikle kullanılan silikonun daha ucuz bir alternatifi olacağı düşünülüyor. İlk olarak kendisinin oksit minerali perovskit olarak adlandırılyordu ama şimdi oksit olmayan hâlini kullanıyoruz. Özellikle araba bataryalarında.
Araştırmacılar yüzde 12.3’lük bir hidrojen dönüşüm verimliliği için güneş enerjisini başarıyla kullanmış oldular. Yüzde 10’un üzerindeki herhangi bir dönüşüm oranı istisnai olarak kabul edilir ve şimdiye dek sadece bir kez başarılmış – 1998 yılında yüzde 12.4 ile. İki çalışma arasındaki fark 1998 yılında kullanılan güneş hücrelerinin çok daha pahalı malzemeler içermesidir. Dolayısıyla pahalı malzemelerin kullanılması ekonomik açıdan seri üretim yapılmasını zorlaştıran en önemli etmendir.
Bu kadar ucuz bir şekilde hidrojen yakıt üretiminin dezavantajı var mı? Ne yazık ki, var. Perovskit fotovoltaik hücrelerin kararsızlığı yüzünden yaklaşık bir saatlik kullanımda fotoakımda bir bozulma meydana gelmektedir. Bu kararsızlığın nedeni ise henüz tamamen anlaşılmış değil. Bilim insanları bu problemin yakında çözülebileceğini ve hatta verimliliğin daha da geliştirilmiş olacağını umut ediyorlar.
Bu konuyla ilgili makale Science dergisinde yayınlandı. Ayrıca araştırmacılardan Jingshan Luo’nun yaptıkları çalışmanın anahatlarını anlattığı videoyu izleyebilirsiniz:
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynak:
http://www.gizmag.com/record-efficiency-solar-water-splitting/35044/
