Akciğer gibi çalışan cihaz su ile temiz enerji üretiyor
İnsan akciğerleri, gazı ince bir zardan geçirir, oksijen çıkarır ve kan dolaşımımıza gönderir. Şimdi bir cihaz, hidrojen yakıtı yapmak için kullanılan reaksiyonlara güç vermek için aynı yöntemi kullanıyor.
Stanford Üniversitesi’ndeki Yi Cui ve meslektaşları, suyun bölünmesiyle hidrojen üretmek için kullanılan kimyasal reaksiyonların oranını arttıran malzemeler olan elektrokatalizörlerin verimliliğini artırmak amacıyla, insan akciğerlerinin taklidine koyuldu. Sürecin iyileştirilmesi, hidrojen araçlarına güç vermek için kullanılan ve bir gün cep telefonlarından şehirlere kadar her şeyi güçlendirmek için kullanılabilecek olan yakıt hücrelerini geliştirebilir.
Cui ve ekibi, bir tarafında minik gözenekleri olan ve suyu iten, 12 nanometre kalınlığında bir plastik zar yaptı. Diğer taraf ise, kimyasal reaksiyonlara karışmış altın ve platin nanopartiküller ile kaplandı. Ardından zarı yuvarladılar ve iç kısımda metal tabaka ile küçük bir kese yapmak için kenarlarını kapattılar.
Suyu ayrıştırmak… Bir başka deyişle; su elektrolizi
Kurucu parçalarına ayırmak için suya bir voltaj uygulandığında, hidrojen ve oksijen gazları, akciğer benzeri aparata girer ve kesenin içindeki iletken metallerden geçerken enerji oluştururlar.
Genellikle yakıt hücrelerinde kullanılan karbon bazlı zarlar bu işlem sırasında, enerji kaybına neden olan kabarcıklar oluşturabilir. Ancak, bu yeni akciğer benzeri cihazlar kabarcıkları en aza indirir, çünkü küçük gözenekler, gazın membrandan ve içindeki basınçtan geçebileceği oranı kontrol eder.
Cui ve ekibi, akciğer benzeri cihazlarının, enerjiyi dönüştürmede aynı zarı düz bir biçimde kullanmaktan yüzde 32 daha verimli olduğunu tespit etti. Cui, geometrinin önemine vurgu yaptı…
Texas Üniversitesi, Tıp Fakültesi.
Malzeme de uzun süre sabit oluyor. Ekip, reaksiyonu akciğer benzeri mimariden 250 saat boyunca geçirdiğinde, katalitik aktivitesinin yüzde 97’sini koruduğunu gözledi. Geleneksel karbon bazlı bir membranın ise, yüzde 74’lük aktivitesi sadece 75 saat dolduğunda bozundu…
Bir sonraki adım, bu küçük torbaların çoğunu içeren bir sistem kurmak olarak belirlendi. Ancak bu, bir akciğer gibi görünmeyebilir… Akciğerin dallı bir yapıya sahip olduğunu hatırlatan Cui, ancak bunların her biri için bir anot ve katoda sahip olmamız gerektiğini ve bunların çoğunun birbirine yakın olmasının o kadar verimli olmadığını belirtti. Cui sözlerini şöyle bitirdi; “Akciğer bize gazın nasıl dağıtılacağını öğretti. Boyutunu büyütmek için başka bir form bulmamız gerekecek.”
