Cambridge Üniversitesi bilim insanları, üç yıl önce fotosentezdekine benzer enerji üreten yapay bir yaprak geliştirmişti. Şimdi ise denizde temiz yakıt üretebilen geliştirilmiş bir versiyonu tanıtıldı.
Aslında doğa bize birçok yol gösteriyor: Bitkiler fotosentezde enerjili maddeler üretebilmek için sadece karbondioksit, su ve ışığa gerek duyarlar. Bu da güneş enerjisinin yardımıyla elektrokimyasal reaksiyona giren ve fotokatalizör görevini gören özel enzimler sayesinde gerçekleşir. Bu ilkeyi taklit eden ve fotokalitik su ayırma yardımıyla hidrojen, sentez gazı ve diğer fosil olmayan yakıtları üretebilen ilk “yapay yapraklar” zaten var.
Cambridge Üniversitesi’nden Virgil Andrei ve meslektaşları tarafından geliştirilen “yapay yaprak” bir adım daha ileri gidiyor. Araştırmacılar, daha önceki bir versiyonu temel alarak, fotoelektrokimyasal dokuyu, çok hafif, ince bir filmin üzerine sığacak şekilde uyarladılar. Bu şekilde modüllerin ağırlıkları, santimetre kare başına 30 – 100 mg kadar geliyor. Esnek bir taşıyıcı malzeme ve özel bir kaplama sayesinde “Solar-to-Fuel” reaktörleri yüzebilir hale getirildi. Bu ince ve esnek minyatür reaktörler daha sonra göllerde, limanlarda ve hatta denizde bile yüzen hidrojen veya sentez gazı fabrikaları olarak kullanılabilir.
Yüzen yakıt üreticisinin ilk prototipini araştırmacılar tasarlayıp, test ettiler. Modüller perovskit ve bizmut vanadyum oksitten (BiVO4) yapılmış, iki ışık soğurucu fotoelektrodun organik yarı iletkenlerle birleştirildiği bir polimer bazından oluşuyor. Bu yapı, katalizörler ve bir karbon nanotüp tabakası ile tamamlanıyor. Bu bir elektrokimyasal reaksiyon için bir enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanan düz, esnek bir modül oluşturur ve suyu ve CO2’yi ayırır ve katalizöre bağlı olarak, esas olarak hidrojen veya bir karbon monoksit ve hidrojen – sentez gazı karışımı üretir.
Cambridge’deki küçük bir nehirde test edilen ilk modüller, saatte gram başına yaklaşık 70,2 mikromol hidrojen veya sentez gazı varyantı için 4.88 mikromol karbon monoksit ve 2.11 mikromol hidrojen üretti. Bu değerler, hidrojen için yüzde 0,58 ve sentez gazı için yüzde 0,053’lük bir güneş-yakıt verimliliğine denk geliyor. Kendi kendine yeten bu modüller bu nedenle gerçek bir bitki yaprağı kadar verimli. Araştırmacılara göre bu tür ultra hafif, yüzer “Solar-to-Fuel” modüller temiz hidrojen ve diğer temiz yakıtlar üretmek için güneş ışığını kullanmak için yeni olanaklar sunuyor. Ne var bu yeni modüllerin biraz daha geliştirilmesi gerekiyor. Fakat ekip, bu tür yapay yaprakların çok daha büyük boyut boylarda üretilebileceğine inanıyor.
Nilgün Özbaşaran Dede
