İridyum tabiatta çok ender bulunuyor
Hidrojen üretimi için kullanılan elektrolizörlerde, su bağlarını kırarak hidrojeni özgür bırakacak bir katalizöre muhtaçlık duyuyor. Şu ana kadar keşfedilen katalizörlerin en güzeli iridyum elementi. Lakin iridyum tabiatta çok nadir bulunduğu için elde edilmesi sıkıntı bir element. Terawatt ölçeğinde hidrojen üretimi için kullanılacak iridyumun sadece 40 yıl yeteceği belirtiliyor.
Ancak RIKEN araştırmacıları, manganezin kullanılmasıyla gereksinim duyulan iridyum ölçüsünün %95’e kadar azaltılabileceğini ortaya koydu. Üstelik araştırmacılar, iridyum ölçüsündeki azalmanın hidrojen üretim ölçüsünü çok fazla etkilemediğini belirtti. Eğer bu keşif hayata geçirilebilirse, hidrojen yakıt olarak karbon bazlı yakıtlara gerçekçi bir alternatif olabilir.
Ekip, yaygın toprak metallerini kullanarak sürdürülebilir katalizörler geliştirmeye çalışıyor. Araştımaları sonucu, manganez oksidi katalizör olarak kullanarak yeşil hidrojen üretimini yüksek düzeyde dengelemeyi başardılar. Lakin bu metodun endüstriyel seviyede üretime geçmesi birkaç yıl alabilir.
3000 saat bozulmadan çalışabildi
Araştırmacılar, daha az iridyum kullanarak proton değişim membranlı (PEM) elektrolizörde hidrojen üretimini sürdürmenin bir yolunu keşfettiler. Bunu, tek tek iridyum atomlarını bir manganez oksit kesimi üzerine yayarak ve bir ortaya toplanmasını önleyerek başardılar. Yeni katalizörle, 3000 saatin üzerinde (yaklaşık dört ay) %82 randımanla, rastgele bir bozulma olmaksızın daima olarak hidrojen üretimi yapılabildi.
Çalışmanın müelliflerinden Ailong Li muvaffakiyetlerini şöyle açıklıyor:, “Manganez oksit ve iridyum ortasındaki beklenmedik etkileşim başarımızın anahtarıydı. Bunun nedeni, bu etkileşimden kaynaklanan iridyumun ender ve epey faal +6 oksidasyon durumunda olmasıdır”
Nakamura, geliştirdikleri katalizörün gerçek dünya uygulamalarına çarçabuk uygulanabileceğini ve mevcut PEM elektrolizörlerinin kapasitesini süratle arttırabileceğini belirtiyor.
Ekip, ileriye dönük olarak orjinal iridyum-manganez katalizörünü geliştiren sanayi ortaklarıyla çalışmaya başladı. Ayrıyeten gerekli iridyum ölçüsünü daha da azaltmak için iridyum ve manganez oksit ortasındaki kimyasal etkileşimi incelemeye devam etmeyi planlıyorlar.
