Gliserin, yeşil hidrojen üretmede sudan çok daha üstündür

Enerji

Agência Fapesp'ten alınan bilgilerle - 25.06.2025

Bizmut vanadat fotoanotunda (sarı) gliserin oksidasyonu meydana gelirken, diğer elektrotta hidrojen (kabarcıklar) üretilir. [Görsel: CINE]

Fotoelektrokimyasal hücreler

Brezilyalı araştırmacılar, biyodizel üretiminin bol miktarda yan ürünü olan gliserinin su yerine kullanılmasının, hidrojen üretmek için temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanan ekipman olan fotoelektrokimyasal hücrelerin verimliliğini büyük ölçüde artırdığını gösterdi.

Fotoelektrokimyasal hücrelerde ışık hassas malzemeler tarafından emilir ve bu durum bir dizi oksidasyon (elektron kaybı) ve redüksiyon (elektron kazanımı) reaksiyonunu tetikler; bu reaksiyonlar su molekülünü oksijen ve hidrojen moleküllerine ayırır.

Ancak su oksidasyonu yavaş ve verimsiz bir işlemdir. Bu nedenle dünyanın dört bir yanındaki araştırma grupları, sözde yeşil hidrojen veya güneş hidrojeni üreten bu cihazların verimliliğindeki bu sınırlamayı aşmanın yollarını arıyorlar. Güneş hidrojeni, tüketildiğinde çevreye yalnızca su geri kazandırdığı için mükemmel bir temiz yakıttır .

Bu alternatif yollardan biri, suyu sudan daha kolay oksitlenebilen ve daha büyük elektrik akımları üreten diğer moleküllerle değiştirmeyi içerir, bu da hidrojen üretimini daha verimli hale getirir. Fikir, biyokütle atığı gibi yenilenebilir ve sürdürülebilir kaynaklardan elde edilen organik molekülleri kullanmaktır.

"Hidrojen üretim süreci, klasik elektrolizde olduğu gibi elektrik şebekesinden veya güneş enerjisi gibi diğer kaynaklardan gelen enerji gerektirir," diye açıklıyor UFSCar'dan (Federal University of São Carlos) ve CINE'de (Center for Innovation in New Energies) araştırmacı olan Profesör Elton Sitta. "Çalışmamızda, oksitlendiğinde hidrojen üretimi için elektron ve proton kaynağı olarak hizmet edebilen organik molekülleri inceledik."

Gliserin (sağda) tüm rakiplerinden çok daha iyi performans gösterdi. [Görsel: Cristian Hessel ve diğerleri - 10.1016/j.electacta.2024.145300]

Su ikameleri

Ekip, iyi ışık emilimi, düşük toksisite, düşük maliyet ve nem ile ışığa karşı kararlılığı nedeniyle bu tür uygulamalar için umut vadeden bir malzeme olarak kabul edilen bizmut vanadat ( _BiVO4 ) fotoanotlarında metanol, etilen glikol ve gliserol moleküllerinin oksidasyonunu karşılaştırmak için deneyler yürüttü.

Gliserol, yeşil hidrojen üretimi için elektron üretmede en iyi aktiviteyi, sudan birkaç kat daha yüksek bir seviyede gösterdi. Ve oksidasyon, elektronlara ek olarak, çeşitli endüstrilerde hammadde olarak kullanılabilen bazı maddeler üretir.

Ayrıca bu gliserin, biyodizel üretiminin bir yan ürünü olduğundan Brezilya'da yaygın olarak bulunan bir maddedir.

"Büyük ölçekli üretimde hem suyun oksidasyonu hem de organik moleküllerin elektron kaynağı olarak kullanımı konusunda zorluklar var, ancak organiklerin fotokatalizörlerin korozyonunu önlemek ve diğer katma değerli ürünlerin elde edilmesi olasılığı açısından ilginç bir alternatif olduğu ortaya çıktı" diyor Profesör Elton.

Diğer haberler:

Daha fazla konu