Fotokatalitik su ayrıştırma (Suyu hidrojen ve oksijene ayırma) yoluyla temiz hidrojen üreten yeni bir cihaz türü, ABD’deki Michigan Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirildi. Yeni fotokatalizör, suyu iki bileşenine dönüştürmede yüzde 9 oranında başarılı oldu ve kendi türündeki diğer cihazlardan on kat daha verimli olduğunu kanıtladı.
Bu teknolojik sıçramayı gerçekleştirmek için ekip, cihazın en pahalı parçası olan yarı iletkeni geleneksel boyutunun yüzde birine indirdi. Geçen yıl başka bir ekip tarafından geliştirilen yeni UMich yarı iletkeni, indiyum galyum nitrür nano yapılardan oluşuyor, 160 güneşe eşdeğer konsantre ışığa dayanıyor ve kullanımla verimliliğini artırıyor.
İçindekiler
Yeni fotokatalizör nasıl test edildi?
Yeni fotokatalizörün açık havada denenmesi, çalışmanın ilk yazarı Peng Zhou’nun güneş ışığını birkaç santimetre çapındaki küçük bir deney paneline odaklamak için bir lens (ev penceresi boyutunda) monte etmesiyle başladı. Yarı iletkenin içi, yapay “fotosentez” gerçekleştirmek için hidrojen ve oksijen gazlarıyla köpüren bir su tabakasıyla kaplandı.
Ayrıca bkz: Apple HomePod 2 için Geri Sayım Başladı
Çok güçlü ısıdan kaçınan diğer sistemlerin aksine, bu cihaz yarı iletken ışığın yüksek frekanslı dalga boylarını emdiği için buna dayanır. Düşük frekanslı kızılötesi, su ayrıştırma reaksiyonunu hızlandırmak için odayı yaklaşık 70 C dereceye kadar ısıtır, ancak aynı zamanda iki gazın moleküllerinin yeniden birleşmesini de önler.
İndiyum galyum nitrür nano yapılar ışığı yakalar ve milimetrenin 1/2.000’i çapındaki metal nano toplar aracılığıyla yönlendirilen serbest elektronlara dönüştürür. Panelin üstündeki yalıtım katmanı, ortamı reaksiyonu teşvik edecek kadar sıcak ve iyi bir cihaz performansı sağlayacak kadar soğuk tutar.
Yeni fotosentez cihazının farklılaştırıcı özellikleri nelerdir?
Deneyde elde edilen yüksek güneşten hidrojene (STH) verimliliği saf su ile yüzde 9,2’lik bir oran Michingan Üniversitesi’ndeki ekip tarafından yapılan iki önemli iyileştirmeden kaynaklanıyor. Bunlardan ilki, yarı iletkeni tahrip etmeden güneş ışığını yoğunlaştırabilmektir ki bu da cihazın maliyetini büyük ölçüde düşürmektedir.
İkinci gelişme, güneş spektrumundaki enerjinin çoğunu suyu bölmek ve alt kısmını da reaksiyonu uyarmak için ısı elde etmek amacıyla kullanabilmektir. Bu mümkün çünkü bu çalışmadaki yarı iletken katalizör modeli kullanımla birlikte gelişiyor, normalde meydana gelen bozulmaya direniyor ve “kendi kendini iyileştiriyor”.
tarafından verilmektedir.