Bilim insanları, yakıt pili teknolojisinde devrim niteliğinde bir keşifte bulundu! Nobel ödüllü ekibin sonuçlarına göre, dünyanın en ince, en güçlü, en geçirgen olmayan materyali “grafen” içinden protonları geçiriyor.
Nature dergisinde yer alan bu keşifle bir gün, grafen membranlar elek gibi kullanılarak, doğrudan atmosferden hidrojen gazı “elenebilecek” gibi. Bu da doğrudan havadan elektrik yaratılabilecek demek.
Araştırmanın başı Profesör Andre Geim, grafeni ilk olarak izole eden araştırma ile 2010 yılında Nobel Ödülü alan ekipte yer alıyordu. Araştırmacılardan Manchester Üniversitesi’nden Marcelo Lozada-Hidalgo ise şöyle diyor: “Bu sonuçlar bizi çok heyecanlandı. Böylece temiz enerji toplamakta, hidrojen-temelli teknolojilerde grafen kullanımı ile yepyeni kullanım alanları açılabileceği umudu doğdu”.
İzole edilmiş bir atom kalınlığındaki grafen, dünyadaki en ince materyal olarak biliniyor. Çelikten 200 kat güçlü, hiçbir gazı veya sıvıyı geçirmiyor. Bu sayede paslanmaz astarlar, hiçbir şey geçirmeyen paketler, hatta süper ince prezervatiflerde kullanılması mümkün.
Şaşırtıcı Keşif
Grafenin en ufak atom hidrojeni bile geçirmediğini bilen araştırma ekibi, acaba elektronları alınmış hidrojen atomları, yani protonlar da aynı şekilde grafenden geçmiyor mu diye testler yapmaya kolları sıvadı.
Beklenin aksine protonların bu ultra-güçlü materyalden, hele de yüksek sıcaklıklarda hayli kolayca geçtiğini gördüler. Hatta grafen filmler platinyum gibi katalizör görevi gören nano-parçacıklarla örtülürse proton geçişi daha kolay oluyordu.
Geim ve Lozada-Hidalgo’ya göre bu bulgular, grafenin gelecekte proton-iletken membran imalatı ile yakıt pili teknolojisinin ayrılmaz parçası olacağını gösteriyor.
Bazı modern arabalarda kullanılan yakıt pilleri oksijen ve hidrojen yakıtın tepkimesini sağlayarak kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürüyor; bu işlem sonucunda da zehirli gazlar değil, yalnızca su üretiliyor.
Günümüz yakıt pillerinin sorunu, halihazırdaki proton membranlarının yakıt kaçırması. Bu da süreci “zehirliyor”, pillerin verimini düşürüyor. Geim, bunun grafenle aşılabileceğini düşünüyor.
Araştırma ekibi şaşırtıcı bir keşifte daha bulundu: Grafen membranlarla atmosferden hidrojen toplamak mümkün!
Bu da havadan toplanacak çok az miktardaki hidrojenden güç alan elektrik motorlar, yine grafen yakıt pili ile birleştirilerek hareket sağlanabilir demek. Geim, “Özünde atmosferden yakıtı pompalayıp elektriği de sağlayabilirsiniz,” diyor. “Çalışmamız böylesi bir cihaz olabileceğinin kanıtı.”
Kaynaklar:
http://www.abc.net.au/science/articles/2014/11/27/4137344.htm
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14015.html