Nanoyapılar Kimyagerlerin Mikrogravitede Hidrojen Oluşturmasını Sağlıyor

Nanoyapılar Kimyagerlerin Mikrogravitede Hidrojen Oluşturmasını Sağlıyor. Uzun süreli uzay misyonları nedeniyle hidrojen gazı gibi yakıtlar üretmek için yeni yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Fotoelektrokimyasal hücreler (PECs) güneş ışığından gelen enerjiyi kullanarak hidrojen üretebilir, ancak uzaydaki indirgenmiş yer çekimi bu kimya dalında benzersiz zorluklar doğurur.

California Institute of Technology’den Hans-Joachim Lewerenz tarafından yönetilen uluslararası bir araştırmacı ekibi, bu düşük yerçekimi sorunlarından birini inceledi ve nanoyapılı bir katalizör yüzeyinin problemin nasıl çözebileceğini gösterdi. (Nat. Commun. 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-04844-y)

Takımın PECs’i, bir rodyum katalizörü tabakasıyla kaplanmış, ışık emici bir yarı iletken ve p tipi indiyum fosfitten yapılmış bir elektrotu içerir. Işığa maruz kaldığında, elektrot hidrojen katyonlarını hidrojen gazı üreten bir asitli su çözeltisinden indirger.

Araştırmacılar, mikro-yerçekimi benzeri koşullardaki performansını incelemek için 120 m’lik bir damla kulesinin içinde hidrojen üreten bir fotoelektrokimyasal hücreyi test ettiler.

Damlaların elektrotlardan ayrılmasını teşvik etmek için araştırmacılar, kabarcıklar ve katalizör yüzeyi arasındaki temas alanını azaltmak istediler, böylece rodyum tabakasını küçük tepecik ve deliklere dönüştürdüler. Ekip bu dokulu fotoelektrotları damla kulesinde test ettiğinde, hücrenin verimliliğinin düzenli yer çekimi içinde düz bir elektrodunkiyle eşleştiğini gördüler.

NASA’nın eski baş teknoloji uzmanı olan Cornell Üniversitesi’nden Mason A. Peck, mikro yerçekimindeki performansın ortaya çıkarılmasının uzay teknolojisi için önemli bir adım olduğunu söyledi. Ancak, eninde sonunda, böyle bir sistemin pratikliğinin, güneş enerjisini depolanmış kimyasal enerjiye dönüştürmede ne kadar verimli olduğuna bağlı olacaktır. Çalışmaları ayrıca oksijen de üretmektedir. Ekip hidrojen ve oksijen üretimini birleştirecek bir hücre geliştirmeye çalıştığını söylüyor.

Kaynak : ACS