Çin’deki Central South Üniversitesi’ndeki bilim insanları, daha düşük sıcaklıklarda metandan hidrojen üretmeyi mümkün kılarak temiz hidrojen üretiminde devrim yaratabilecek ve aynı zamanda mevcut yöntemlerin başına bela olan karbon birikimi sorunuyla mücadele edebilecek yeni bir katalizör sistemi geliştirdiler.
Hidrojen, temiz ayak izi ve yakıt hücrelerine güç verme yeteneği sayesinde son derece imrenilen bir enerji taşıyıcısıdır; ancak günümüzde ticari hidrojenin çoğu, büyük miktarlarda karbondioksit yayan, enerji yoğun işlemlerde fosil yakıtlardan yapılmaktadır.
Doğrudan metanın ayrışması daha basit ve teorik olarak karbon nötr bir yol sunarken, mevcut yaklaşımlar çok yüksek sıcaklıklar gerektiriyor ve katalizör yüzeyinde karbon birikintileri oluştuğundan etkinliğini hızla kaybediyor.
Yayınlanan atılım Enerji Ortamı Bağlantı NoktasıFe katkılı nikel magnezyum alüminat spinelleri adı verilen yeni bir katalizör ailesine odaklanıyor. NiOMgAl etiketli malzemelerin kristal kafesini hassas bir şekilde ayarlayarak2-xFeXO4Ekip, metanın ayrışmasını yönlendiren etkileşimleri optimize eden atomik bağlarda yeni bozulmalar tasarladı.
Bu akıllı ayarlama, 650°C’ye kadar düşük sıcaklıklarda hidrojen veriminin artmasına yardımcı oldu ve katalizör ömrünü sınırlayan karbon “zehirlenmesini” önemli ölçüde azalttı.
Deneysel testlerde, en iyi performansa sahip katalizör, nispeten yumuşak koşullar altında benzer şekilde yüksek hidrojen saflığıyla %91’in üzerinde metan dönüşüm oranına ulaştı. Katalizör aynı zamanda dikkate değer bir stabilite de gösterdi.
20 tam döngü metan dönüşümünden ve karbondioksit destekli temizlemeden sonra bile aktivitesinin çoğunu korudu ve endüstriyel ortamlarda uzun vadeli çalışma için pratik bir yola işaret etti.
Sorumlu yazar Zhiqiang Sun, “Çalışmamız, demir katkılama yoluyla şekillendirilen kristal kafes bozulmalarının hem metanı aktive etmek hem de verimli hidrojen salınımını teşvik etmek için çok önemli olduğunu gösteriyor” dedi.
“Bu bulgular yalnızca yeni bilimsel anlayışları ortaya çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda büyük ölçekli hidrojen üretimi için katalizör tasarımını önemli ölçüde geliştirebilir.”
Düşük sıcaklıkta hidrojen oluşumunu mümkün kılan ve karbon blokajına karşı dayanıklılık sunan bu teknoloji, temiz ulaşım, sürdürülebilir endüstriyel süreçler ve küresel enerji dönüşümü için potansiyel faydalar sağlayan daha ucuz ve daha çevreci üretim yöntemlerine işaret ediyor.
Süreç aynı zamanda katı bir yan ürün olarak karbon da üretiyor; bu, değerli endüstriyel kullanımlar için toplanabiliyor ve temiz hidrojen üretiminin ekonomisini daha da geliştiriyor.
