Soya fasülyesinden elde edilen katalizör hidrojen üretiminde kullanılıyor

ABD'deki bilim adamları, hidrojenin elektrokatalitik olarak üretilmesinde kullanılan platin katalizörün soya fasülyelerinden elde edilen bir katalizör ile değiştirildiğinde ucuz hidrojen yakıtına giden en büyük engeli ortadan kaldırabilecek gibi göründüğünü iddia ediyor.

Hidrojenin petrol yakıtlarıyla yarışabilmesi için, ABD Enerji Departmanı, maliyetinin 4-5 $/kg'den 2-3 $/kg seviyesine indirilmesi gerektiğini öngörmüştür. Suyun elektroliziyle hidrojen yapmak için kullanılan platin katalizör maliyetin önemli bir parçasını oluşturur, bu sebeple oldukça etkin ve ucuz katalizörler aranmaktadır.

Şimdi ise, New York'taki Brookhaven Ulusal Laboratuarı'nda görev yapan James Muckerman, Wei-Fu Chen ile çalışma arkadaşları, platinden yaklaşık 1500 kat daha ucuz olan ve bol bulunan bir geçiş metali olan molibden ve öğütülmüş soya fasülyelerinden bir katalizör üretti.

Araştırma ekibi molibden karbür esaslı katalizörlerin hidrojen üretiminde kullanılabileceğini biliyordu, ancak bunlar üretim aşamasında son derece gerekli olan kuvvetli asit ortamında kararlı değildir. Molibden karbür katalizörlerini kararlılaştırmak için yeni yollar ararken, Wei-Fu Chen iki lise öğrencisi olan Shilpa ve Shweta Iyer isimli ikiz kız kardeşe danışmanlık yapıyordu. Chen, kız kardeşlere molibden ile birleşebilecek, karbon ve azot içerikli ucuz bir kaynak bulması görevini verdi. Muckerman: “Öğrenciler günlük hayatlarında tanıdıkları malzemeleri kullanmakta çok heyecanlıydılar” diyor. Öğrenciler test için laboratuara çeşitli yaprak, dal, çiçek, tohum ve baklagil örneği getirdi. Bu da, soya fasülyelerinin molibdenle karıştırıldığında iyi katalizörler olabileceğinin keşfedilmesine yol açtı.

Muckerman, şöyle diyor: “Soya fasülyesi proteinlerinden gelen karbon ve azot, molibden ile birleştiğinde sırası ile molibden karbür ve molibden nitrür meydana getiriyor. Molibden karbür aktiftir, ancak asidik çözeltide kararlı değildir, ancak molibden nitrür korozyona dayanıklı iken hidrojen üretimine uygun değildir. Bu ikisi arasındaki sinerji kararlı bir kompozit malzeme ortaya çıkardı”. Ucuz ve kolay hazırlanan malzeme mükemmel bir uzun vadeli dayanıma sahip ve hidrojen üretiminin etkinlikleri bir platin katalizör ile karşılaştırılabilecek seviyelere gelmiş durumda.

Rostock, Almanya'da Leibniz Kataliz Enstitüsü'nde hidrojen üretiminde elektrokatalizörleri araştıran bir uzman olan Henrik Junge, konu hakkında şöyle diyor: “Platinsiz katalizörler moleküler hidrojeni sürdürülebilir bir yakıt kaynağı olarak ortaya çıkarmak için güçlü araçlardır”. Junge aynı zamanda diğer öncül maddelerin de katalizörü oluşturmak için kullanılıp kullanılmayacağını merak ettiğini söylüyor. “Kimyasal hammadelere karşı gıda için biyokütlenin yarışmalı olarak kullanılması hakkında ortaya çıkan tartışmalar da ortadan kalkmaktadır” diyor.

Muckerman ve ekibi şu anda, endüstriyel uygulama için maliyetleri daha fazla düşürmek amacıyla katalizörü büyük alanlı elektrotlar üzerine doğrudan sentezleyip sentezleyemeyeceklerini araştırıyor.

 

Kaynaklar

http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/05/soybeans-molybdenum-catalyst-cheaper-hydrogen-fuel-evolution-electrocatalysis-water-electrol

W-F Chen et al, Energy Environ. Sci., 2013, 6, 1818–1826 (DOI: 10.1039/c3ee40596f)

Kategoriler

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap