- Nötr elektrolitlerle ve pahalı platin metallerden yapılan elektrotlar olmadan hidrojen üretimi için elektroliz sistemleri şimdiye kadar düşük verimliliğe sahip olmuştur çünkü elektrotlar üzerinde gaz kabarcıkları birikmiştir.
- Elektroliz sistemini yüksek frekanslı titreşime sokan ses dalgası, bu gaz birikimlerini önleyebilir ve böylece hidrojen verimini 14 kat artırabilir.
Ses dalgaları, elektroliz sistemlerini yüksek frekanslı titreşimlere sokabilir ve böylece hidrojen verimini büyük ölçüde artırabilir. Böyle bir sistem, platin metallerden yapılmış pahalı elektrotlar ve alkalin veya asidik elektrolit çözeltileri gerektirmez.
Melbourne (Avustralya). Yeşil hidrojen , su moleküllerinin elektroliz yoluyla oksijen ve hidrojene bölünmesiyle üretilir. Bu işlemin verimini artırmak için genellikle pahalı platin metallerinden yapılan elektrotlar kullanılır. Ayrıca, sistemlerin hızlı aşınmasına neden olan alkali veya kuvvetli asidik elektrolit çözeltileri kullanılır.
Nötr elektrolitler ve çok daha ucuz elektrot malzemeleri kullanan diğer elektroliz sistemleri şimdiye kadar çok daha az verimli olmuştur çünkü gaz elektrotlar üzerinde toplanır ve sonraki reaksiyonları zorlaştırır. Şimdi, RMIT Üniversitesi’ndeki bilim adamları, suyu yüksek verimlilikle ayırabilmesi için ses dalgalarını kullanarak böyle bir elektroliz sistemini geliştirdiler.
Elektroliz sistemi titreşimli
Advanced Energy Materials dergisindeki yayınlarına göre, Yemima Ehrnst liderliğindeki araştırmacılar, nötr elektrolitler ve ucuz elektrot malzemeleri içeren bir elektroliz sistemi yüksek frekanslı ses dalgalarıyla titreştirildiğinde ne olduğunu test ettiler. Bunu yapmak için, sıvı ortamda yüksek frekanslı ses ve yüzey dalgaları üretebilen piezoelektrik malzeme lityum niobata dayalı bir elektrokimyasal reaksiyon hücresi geliştirdiler. Elektrolit olarak sodyum fosfat kullanıldı.
Hidrojen verimi 14 kat daha yüksek
Ölçümler, elektrokimyasal hücrenin sıvı ortamındaki titreşimlerin, elektroliz sisteminin hidrojen verimini 14 kat artırdığını gösterdi. Leslie Yeo’nun açıkladığı gibi, bunun başlıca nedeni, yüksek frekanslı titreşimlerin elektrotlar üzerinde gaz kabarcıklarının oluşmasını önlemesidir.
“Bu, elektrotların iletkenliği ve kararlılığı için önemli bir avantaj.”
Ayrıca ses dalgaları hidrojen bağlarını gevşeterek hatta kopartarak su moleküllerinin bağlarını ve yapılarını da etkiler. Bu, elektrokimyasal olarak daha kolay ayrılabilen serbest su molekülleri oluşturur. Amgad Rezk’e göre bu, hidrojenin çıkarılmasını çok daha kolaylaştırıyor.
“Ses dalgaları, sudan hidrojenin çıkarılmasını çok daha kolay hale getiriyor. Bu, aşındırıcı elektrolitlere ve pahalı platin veya iridyum elektrotlara olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor.”
Verimli ve ucuz hidrojen üretimi
Geliştiricilere göre, teknolojileri aşındırıcı elektrolitler ve platin elektrotlar olmadan verimli ve ucuz hidrojen üretimi sağlıyor.
“Yaklaşımımız, etkisiz olduğu düşünülen ucuz, yaygın olarak bulunan elektrotları kullanarak yeşil hidrojen üretmenin pratik olarak uygulanabilir ve uygun maliyetli bir yoludur.”
Araştırmacılar şu anda titreşim modülünü daha da optimize etmek ve geleneksel elektroliz sistemlerine entegre etmek için çalışıyorlar.
“Verimin daha yüksek akım yoğunluklarıyla daha da iyileştirilebileceğini umuyoruz.”