Yakıt şeklinde depolanan güneş enerjisi, bilim adamlarının gelecekte fosil yakıtların yerini alabileceğini umuyoruz. İsveç’teki Lund Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, sürdürülebilir güneş yakıtlarının gelişimini engelleyen uzun süredir devam eden bir sorunu çözmüş olabilirler. Güneş enerjisi demir tabanlı sistemler kullanılarak daha verimli bir şekilde kullanılabilirse, bu daha ucuz güneş yakıtlarının yolunu açabilir.
Lund Üniversitesi’ndeki bir kimya araştırmacısı olan Petter Persson, “Artık demir bazlı moleküllerin alıcı moleküllere daha verimli bir şekilde yük aktarmasına izin verecek daha önce gizli mekanizmalar görebiliyoruz. Bu, ortak metaller kullanarak güneş yakıtları üretmenin en büyük engellerinden birini etkili bir şekilde kaldırabilir” diyor. Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
Çevre dostu yakıtlar üretmenin yeni yolları için yoğun bir arama devam ediyor. Bunlar, şu anda küresel enerjiye hakim olan fosil yakıtların aşamalı olarak çıkarılmasına yardımcı olabilir. Umut verici bir strateji, yeşil hidrojen gibi yakıtlar üretmek için güneş enerjisini kullanan katalizörler geliştirmektir.
Son yıllarda, demir ve diğer ortak elementlere dayanan güneş enerjili katalizörlerin gelişimi de dahil olmak üzere bu alanda önemli ilerleme kaydedilmiştir. Bu başarılara rağmen, enerjinin güneşten yakıta dönüştürülmesinin demir tabanlı sistemlerde çok verimsiz olduğunu kanıtladı.
Yeşil hidrojen gibi güneş yakıtları üretmek için, ışık emici moleküllerin elektrik yükünü bir alıcı molekülüne aktarmalıdır. Transfer iyi çalışmazsa, güneş yakıtında saklanmadan önce enerjinin çoğu kaybolur. Demir ucuz ve çevre dostu olmasına rağmen, bu sorun demir tabanlı sistemlerin nadir toprak metallerine dayanan daha pahalı sistemler kadar verimli bir şekilde çalışmasını zorlaştırdı.
Gelişmiş hesaplamaları kullanarak, araştırmacılar artık süreci moleküler düzeyde analiz edebildiler. Çalışma, enerjinin çoğunun kaybolduğunu göstermektedir, çünkü alıcı moleküller, yükün aktarılmasından önce genellikle katalizörlere yapışır.
Bununla birlikte, araştırmacılar, alıcı moleküllerin yük transferini tamamlamak için komşu moleküllerin yardımını alabileceği beklenmedik mekanizmalar keşfettiler. Bu, enerji kayıplarını önemli ölçüde azaltabilir ve demir tabanlı güneş enerjisi sistemlerinde verimliliği artırabilir.
Persson, “Çevrenin bu kadar önemli bir rol oynaması şaşırtıcıydı. Simülasyonlarımız, komşu moleküllerle etkileşimin enerji açısından zengin ürünlerin oluşumunu kolaylaştırabileceği birkaç beklenmedik yol gösteriyor” diyor.
Bu, ortak metallerle canlı güneş yakıtı üretimine doğru önemli bir adımdır. Çalışma, şarj ayırmanın önemli ilk adımının nasıl optimize edilebileceğini göstermektedir, ancak işlem bitmiş güneş yakıtlarına yol açabilmeden önce daha fazla adım gereklidir.
Persson, “Çalışma, güneş enerjisinin demir gibi ortak metaller kullanılarak nasıl daha verimli bir şekilde dönüştürülebileceğine dair yeni bilgiler sağlıyor. Uzun vadede, bu daha ucuz ve daha sürdürülebilir güneş yakıtlarının gelişimine katkıda bulunabilir – küresel enerji geçişinde bulmacanın önemli bir parçası.”
