Yeni "Süni yarpaq"lar.

Günəş və külək enerjisi kimi yenilənə bilən enerjilərin istehsalı və saxlanılması təmiz enerji iqtisadiyyatının önündəki ən əhəmiyyətli maneələrdən birini təşkil edir. Bu səbəblə, 2010-cu ildə Amerika Enerji Nazirliyinin (DOE) dəstəyi ilə Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda (Caltech) Süni Fotosintez Mərkəzi (Joint Center for Artificial Photosynthesis) yaradıldığında mərkəzin ən böyük hədəflərindən biri də yalnız günəş, su və karbondan istifadə etməklə bitki yarpaqlarının təbii fotosintez əməliyyatını təqlid edərək yanacaq əldə etmək və onu kimyəvi bir yanacaq şəklində saxlamaqdır. Yaradılan bu layihə qrupu aradan keçən 5 il içərisində hədəflərinə çatma yolunda ciddi irəliləyişlər əldə etdilər və sonunda sudan hidrogen əldə edən günəş enerjisi əsaslı bir sistemin hazırlandığını duyurdular.

"Süni Yarpaq" deyə adlandırdıqları bu yeni günəş enerjili yanacaq istehsal sisteminin detalları 27 Avqust 2015 tarixində Energy and Environmental Science jurnalında dərc olunub. Yeni inkişaf etmiş sistem 3 əsas elementdən ibarətdir: foto-anod, foto-katod və membran. Foto-anod protonları, elektronları və oksigen molekullarını formalaşdırmaq üçün su molekullarını oksidləşdirərək günəş işığından istifadə edir. Foto-katod isə hidrogen qazı formalaşdırmaq üçün formalaşan protonları və elektronları təkrar birləşdirir. Bu sistemin dizaynında ən mühüm elementlərdən biri hidrogen və oksigen qazının bir-birindən ayrılması üçün istifadə olunan plastik membrandır. Əgər bu iki qaz bir-birinə qarışarsa və səhvən odlanarsa, nəticədə partlayış baş verə bilər, lakin membran təhlükəsiz olaraq boru kəmərinə hidrogen yanacağı toplayır və təhlükəni aradan qaldırır. Silikon və qallium arsenid kimi yanacaq sistemlərində elektrod kimi istifadə olunan yarımkeçirici materialların oksidləşməsinin və ya korroziyasının qarşısını almaq üçün bu elektrolitlər 62,5 nanometrlik bir qalınlığa Titanium Dioksid (TiO2) ilə örtülüb.

Layihə çarçivəsində əldə edilən digər bir əhəmiyyətli nəticə də, hidrogen yanacağı istehsalında nadir bir element olan platin kimi bahalı bir katalizator deyil, TiO2 səthində 2 nanometr qalınlığında nikel örtülməsi ilə əldə edilən ucuz, aktiv katalizatorun istifadəsidir. Bu katalizator hazırda suyu oksigen və hidrogenə ayıran ən aktiv katalizatorlardan biridir və inkişaf etmiş məhsulun yaxşı performans göstərməsini təmin edən əsas amillərdən biridir.

Məhsulun performansına və təhlükəsizliyinə təsir göstərən digər kritik amillərdən biri də, ionların rahat bir şəkildə axışına imkan verən və mümkün olan bir partlamanın qarşısını almaq üçün su molekullarının parçalanmasından meydana gələn hidrogen və oksigen qazlarını ayırarkən hüceyrənin elektrik dövrünü tamamlamağa imkan verən xüsusi plastik membrandır. İnkişaf etdirilən sistemin bütün hissələri eyni şərtlərdə bir yerdə işləyə bilər. Yalnız 1 sm^2 yer tutan demo sistem günəş enerjisini saxlanılan kimyəvi enerjiyə 10 %-lik məhsuldarlıqla çevirə bilər və 40 saatdan çox müddətdə davamlı işləyə bilər.

#ekolojikimya #biokimya