Geliştirilen Nanofiber, Yeni Nesil Pillerin Geliştirilmesinde Önem Arz Ediyor. Daha uzun mesafelere gidebilen elektrikli otomobiller geliştirmek ve yenilenebilir enerji ile daha fazla eve güç sağlayabilmek için çözüm, verimli ve son derece yetenekli enerji depolama sistemleri geliştirmektedir.
Georgia Institute of Technology’de malzeme araştırmacıları, yeni nesil şarj edilebilir pillerin kullanılmasına yardımcı olabilecek ve su elektrolizinden hidrojen üretiminin verimliliğini artıracak bir nanofiber yarattı.
Nature Communications’da 27 Şubat’ta yayınlanan ve National Science Foundation’ın sponsorluğunu yaptığı bir araştırmada, araştırmacılar, ultra hızlı oksijen çevrim reaksiyonlarında son derece etkili bir katalizör olarak kullanılabilen hidrojen bazlı enerji ve yeni metal hava pilleri elde edilmesi için çift perovskit nanofiberin gelişimini anlatıyorlar.
Georgia Teknik Malzeme Okulundan Profesör Meilin Liu “Gelecekte elektrikli araçlara güç verebilecekleri gibi metal hava pilleri, mevcut pillerden çok daha küçük bir alanda çok miktarda enerji depolayabiliyor”. “Sorun şu: Pillerin verimliliğini artırmak için düşük maliyetli bir katalizör bulunmuyor. Bu yeni katalizör bu süreci geliştirecektir” diyor.
Perovskit, araştırmacıların nanofiberleri oluşturmak için kullandıkları katalizörün kristal yapısını ifade eder.
Liu, “Benzersiz kristal yapısı ve bileşimi, uygulama için daha iyi etkinlik ve dayanıklılık sağlamak için hayati önem taşıyor” diyor.
Sentez işlemi sırasında, araştırmacılar, katalizörün öz nitelikli aktivitesini yaklaşık 4.7 kez iyileştirmek için kompozisyon ayarı (“co-doping”) adlı bir teknik kullandılar. Elektrospinning işlemi sırasında yapılan perovskite oksit elyafı çapı yaklaşık 20 nanometre idi. Bu Elektrospinli perovskite oksit nanofiberleri için bildirilen en ince çaptır.
Araştırmacılar, mevcut maddenin mevcut katalizörlere kıyasla yeni maddenin oksijen çevrim reaksiyonu kapasitesini belirgin şekilde arttırdığını buldular. Yeni nanofiberin katalitik aktivitesi, başlangıçtaki toz katalizöründen yaklaşık 72 kat daha fazla ve mevcut standartlara göre en gelişmiş katalizör olarak kabul edilen iridyum oksitten 2.5 kat daha fazla geliştirildi.
Araştırmacılar, katalitik aktivitedeki bu artışın kısmen nanofiber ile elde edilen daha büyük yüzey alanından kaynaklandığını söyledi. Perovskite yapısının bir nanofiber içine sentezlenmesi de oksijen çevrim reaksiyonları (OER) için bir katalizör olarak ne kadar etkili bir şekilde çalıştığını geliştiren özgün etkinliğini artırdı.
Araştırmacılar, “Bu çalışma sadece OER için yüksek verimli ve dayanıklı elektrokatalizör gelişimindeki ilerlemeyi temsil etmekle kalmıyor, aynı zamanda nano-yapıların içsel OER etkinliği üzerindeki etkisini de anlayabiliyor” dedi.
Yenilenebilir metal hava pillerinin geliştirilmesinde uygulanabilirliğin ötesinde, yeni katalizör yenilenebilir enerji sistemlerinin yaratılmasına yardımcı olabilecek daha verimli yakıt hücresi teknolojileri yaratmada bir sonraki adımı da temsil edebilir.
Liu, “Bu enerjiyi saklamak için piller hala çok pahalı” diyor. “Su elektrolizinin verimli olması için iyi bir katalizör gerekir, bu katalizör su ayrım veya metal hava pillerinde elektrokimyasal reaksiyonları hızlandırabilir.”
Kaynak : phys
