Araştırmacılar, PEM elektrolizörlerin saf suya ihtiyaç duymadan musluk suyuyla çalışabilmesini sağlayan yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Bu gelişme, hidrojen üretimini daha erişilebilir ve ekonomik hale getirme potansiyeli taşıyor.
Günümüzde hidrojen üretimi için yaygın olarak tercih edilen PEM (Proton Değişim Membranlı – Proton Exchange Membrane) elektrolizörler, daha yüksek saflıkta hidrojen elde edilmesini sağlasa da, bu cihazların çalışması için saf, iyonlardan arındırılmış su gerekiyor. Bu durum, alkali elektrolizörlere göre ciddi bir dezavantaj oluşturuyor çünkü alkali sistemler daha düşük saflıkta suyla da çalışabiliyor. PEM sistemlerde ise suda bulunan kalsiyum, magnezyum gibi pozitif yüklenmiş iyonlar ve diğer kirleticiler, elektrotlarda birikerek cihazın performansını düşürüyor ve zamanla bozulmasına neden oluyordu. Bu da su ön arıtma sistemlerine, bakım maliyetlerine ve enerji kaybına yol açarak teknolojinin yaygınlaşmasını zorluyordu.
Musluk suyuyla çalışan PEM sistemler için çığır açan mikroçevre çözümü
Çin’in Tianjin kentinde bulunan Tianjin Üniversitesi ve ortak araştırma kurumları, PEM elektrolizörlerin musluk suyuyla çalışabilmesini sağlayan yeni bir mikroçevre stratejisi geliştirdi. Çalışmanın detayları Nature Energy dergisinde yayınlandı. Araştırmacılar, platin ve karbon bazlı (Pt/C) katota Brønsted asidik oksit olan MoO3-x maddesini entegre ederek, elektrot çevresinde asidik bir mikro ortam oluşturdu. Bu ortam, yerel pH seviyesini düşürerek çökme ve birikmeyi önlediği gibi hidrojen üretim kinetiğini de iyileştiriyor.
3.000 Saat boyunca aralıksız çalışan sistem şehir şebekesinden temin edilen standart musluk suyuyla test edildi
Yeni yapılandırılan PEM elektrolizör, 1,0 A/cm2 akım yoğunluğunda üç binden fazla saat boyunca şehir şebekesinden temin edilen standart musluk suyuyla çalıştırıldı ve halen saf su kullanan sistemlerle eşdeğer performans gösterdi. Bu başarı, sadece ekonomik değil, aynı zamanda lojistik açıdan da çarpıcı bir gelişme olarak görülüyor. Saf suya erişimin sınırlı olduğu sanayi alanları, uzak enerji santralleri ya da köy çevrelerinde hidrojen üretimi artık daha uygulanabilir hale geliyor.
Hidrojen altyapısının yaygınlaşması için çığır açabilir
PEM elektrolizörlerin tap su gibi düşük saflıkta su kaynaklarıyla çalışabilmesi, hem kurulum maliyetlerini azaltacak hem de sistem ömrünü uzatacak. Bu da hidrojenin yük taşımacılığı, sanayi üretimi ve acil enerji ihtiyacı gibi alanlarda daha yaygın kullanılmasını mümkün kılabilir. Özellikle veri merkezleri, hastaneler ve kritik altyapılar için güvenilir bir yedek enerji kaynağı sunma potansiyeli de bulunuyor.
Türkiye için potansiyel uygulamalar
Türkiye gibi çeşitli su kalitelerine sahip bölgelerde, bu gelişme hidrojen temelli temiz enerji projelerinin daha hızlı hayata geçmesini sağlayabilir. Musluk suyundan hidrojen üretebilen PEM sistemler, yerel üretim avantajlarıyla hem karbon salımını azaltma hem de enerji bağımsızlığı hedeflerine katkı sunabilir. Ayrıca, sanayi bölgelerinde daha az altyapı ihtiyacıyla kurulabilecek bu sistemler, enerji verimliliği ve arıtma giderlerinde ciddi tasarruf sağlayabilir.
Trakya, Konya ve İç Anadolu gibi sanayi yoğun bölgelerde, musluk suyuyla çalışan PEM sistemler yerel hidrojen üretimi için büyük avantaj sunabilir. Ayrıca Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın 2030’a kadar olan Ulusal Hidrojen Teknolojileri Stratejisi kapsamında belirlenen pilot projelerde bu tür düşük maliyetli çözümler daha kolay entegre edilebilir. Böylece hem altyapı yatırımları azalır hem de enerji dönüşümü hızlanır.
Yeni nesil araştırmalara rehberlik edebilecek alternatif oksitler öne çıkıyor
Tianjin ekibinin elde ettiği sonuçlar, PEM elektrolizörlerin mikroçevre tasarımlarının performans üzerindeki etkisini ortaya koyarken, farklı asidik oksitlerin – örneğin WO3, V2O5 veya Nb2O5 gibi – potansiyel katkılarıyla yeni deneysel yaklaşımlara da kapı aralıyor. Uzun vadede, çeşitli su kalitelerine uyum sağlayabilen ve düşük maliyetli hücre tasarımlarının geliştirilmesiyle hidrojen altyapıları daha erişilebilir hale gelebilir.
Musluk suyundan hidrojen üretimi yeni bir dönemin kapısını aralıyor
Bu yenilikçi mikroçevre yaklaşımı, PEM elektrolizörlerin yalnızca laboratuvar koşullarında değil, gerçek dünya ortamlarında da yüksek verimle çalışabileceğini kanıtlıyor. Saf suya olan bağımlılığın ortadan kalkması, hidrojen üretim altyapısını daha erişilebilir ve yaygın hale getirebilir. Önümüzdeki dönemde farklı bölgelerde, özellikle gelişmekte olan ülkelerde ve su arıtma altyapısının sınırlı olduğu alanlarda, bu tür sistemlerin hızla hayata geçirilmesi bekleniyor. Bu gelişme, hem enerji dönüşümünü hızlandıracak hem de hidrojenin küresel temiz enerji stratejilerindeki rolünü güçlendirecek.
İlgili makaleler
- TÜBİTAK’tan yeşil hidrojen için devrim niteliğinde adım: Yerli elektrolizör
- Yeşil hidrojen: Türkiye ve dünyada enerjinin geleceği mi?
- Yeşil hidrojen sanayide dönüşümün anahtarı olabilir
© 2025 Yeşil Haber