Toronto Üniversitesi araştırmacıları, doğadan esinlenerek tasarladıkları biyomimetik yakıt piliyle suyun hücre içindeki dağılımını optimize ederek %30 daha fazla güç elde etti.
Hidrojen yakıt pilleri, karbon salımı yapmadan elektrik, ısı ve su üretebilen çevreci sistemler olarak özellikle taşımacılık ve yedek enerji alanlarında umut vadediyor. Ancak bu sistemlerin yaygın kullanımını kısıtlayan önemli bir teknik engel bulunuyor: Yakıt hücresi içinde oluşan suyun verimli şekilde tahliye edilememesi. Hücre içinde biriken su, oksijen ve hidrojen gibi reaktanların platinyum katalizöre ulaşmasını engelliyor, bu da toplam güç üretimini sınırlıyor.
Doğadan alınan ilham: Kertenkele derisi ve yaprak damarları
Toronto Üniversitesi Makine ve Endüstri Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacı Eric Chadwick ve ekibi, bu soruna çözüm ararken doğayı örnek aldı. Kertenkelelerin kuru ortamlarda nemi yakalayarak ağızlarına yönlendiren deri yapısı ile bazı bitkilerin yapraklarında suyun uç kısımlara yönlendirilmesini sağlayan damar sistemleri incelendi. Bu biyomimetik yapılar, yakıt pilinin “akış alanı” olarak adlandırılan iç kanallarına entegre edildi.
%30 daha yüksek güç, daha homojen su ve gaz dağılımı
Yeni tasarımın testleri, Saskatchewan Üniversitesi’ndeki Canadian Light Source tesisinde yapıldı. Yüksek enerjili X-ışınlarıyla alınan kesit görüntüler, hücre içindeki suyun artık eşit dağıldığını ve reaktanların katalizöre daha verimli ulaştığını gösterdi. Bu iyileştirme sayesinde mevcut tasarımlara kıyasla %30 oranında daha yüksek zirve güç yoğunluğu elde edildi. Ayrıca platinyum kullanımında da homojenlik sağlanarak malzeme verimliliği artırıldı.
Büyük ölçekli uygulamalar için potansiyel: Kamyonlar ve uzak bölgeler
Geliştirilen bu doğadan ilham alan tasarım, hidrojenle çalışan uzun menzilli elektrikli kamyonlar, dizel jeneratörlerin yerini alabilecek sistemler ve elektriğe erişimi kısıtlı kuzey yerleşimleri için çığır açıcı bir potansiyele sahip. Su yönetiminin optimize edilmesi, sadece güç üretimini değil, yakıt hücresinin genel verimliliğini ve dayanıklılığını da artırıyor. Bu da sistemi büyük ölçekli kullanım için daha uygun hale getiriyor.
Sıradaki adım: Bilgisayar modelleriyle büyük sistemlere ölçekleme
Chadwick, bir sonraki hedeflerinin bu tasarımı daha büyük yakıt pili sistemlerine entegre etmek olduğunu belirtiyor. Bilgisayar destekli modelleme araçlarıyla farklı hücre boyutları ve kullanım senaryoları için uyarlamalar yapılacak. “Doğanın sunduğu çözümleri kullanarak yine doğayı koruma yolunda ilerlemek, bu çalışmanın en ilham verici yönü” diyor Chadwick.
Türkiye’deki hidrojen enerjisi çalışmaları için örnek olabilir
Türkiye’de artan hidrojen yatırımları ve ulusal hidrojen stratejisi göz önüne alındığında, bu tür biyomimetik tasarımlar yerli Ar-Ge çalışmalarına da yön verebilir. Özellikle savunma sanayi, taşımacılık ve yedek enerji sistemlerinde yüksek verimli, düşük karbonlu çözümlere olan ihtiyaç her geçen gün artıyor. Üniversiteler ve teknoparklar bünyesindeki çalışmalar, bu alandaki uluslararası gelişmeleri yakından takip ederek yerli çözümlere dönüştürebilir.
İlgili makaleler
- Honda’nın yeni hidrojen yakıt pili modülü, daha güçlü ve verimli
- Güneş ışığından hidrojen üretimi: Yeşil enerjiye yeni yaklaşım
- Güneş enerjisiyle düşük maliyetli yeşil hidrojen üretimi: Yeni katalizör ve süreç
© 2025 Yeşil Haber