Geçtiğimiz Salı, 31 Ocak'ta, Nature Energy dergisinde önemli bir keşif doğrulandı: deniz suyundan hidrojen üretmek mümkün . Avustralya, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'nden bir mühendislik ve mineral bilimci ekibi tarafından yayınlanan bir rapor, önceden su arıtımına gerek kalmadan deniz suyundan hidrojen üretme sürecinin uygulanabilirliğini gösterdi . Vurguladıkları gibi, bu sürecin temel yöntemi, çok daha ekonomik olan doğrudan deniz suyunda elektrolizdir.
Ön işlemden geçirilmiş su içeren diğer süreçlerden farklı olarak, bu yeni uygulama çok daha iyi çalışıyor ve fosil yakıtların hidrojenle değiştirilmesini basitleştirerek iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı oluyor . Bu projenin, dünyanın okyanuslarında bol miktarda bulunan suyu birincil ürün olarak kullanması nedeniyle, dünya çapında birçok bilim insanı dikkatini bu projeye yoğunlaştırdı ve uygulanabilirliğini analiz etmeye devam ediyor . Ancak, bu durum su kaynaklarımızı nasıl etkiler?
Deniz suyundan hidrojen üretmenin bir yolunu bulduk.
Su moleküllerini oluşturan hidrojen ve oksijeni parçalamak için elektroliz adı verilen bir işlem kullanılır . Bu işlem, bir bileşiğin elementlerini elektrik kullanarak ayırır, ancak saf suya ihtiyaç duyulması nedeniyle genellikle pahalıdır.
Sonuç olarak, ön işlemden geçirilmiş su elde etmek ve sonraki süreçleri etkileyebilecek kaba, ince ve aşındırıcı katı maddelerin uzaklaştırılmasını sağlamak için iyon giderme ve tuzdan arındırma işlemleri gereklidir. Tüm bu nedenlerden dolayı, hidrojen üretimi çok pahalı hale gelmiştir.
Ancak, 31 Ocak'ta Nature Energy dergisinde yayınlanan bir raporda, bir grup bilim insanının hidrojen üretmenin çok daha erişilebilir yeni bir yolunu önerdiği ortaya çıktı.
Özellikle, Avustralya, Amerika Birleşik Devletleri ve Çin'den bir mühendislik ve malzeme uzmanı ekibi, ön işleme gerek kalmadan hidrojen üretmek için deniz suyunu kullanmaya dayalı bir süreç geliştirdi . Bu nedenle, grup yeni süreçlerini ön işlemden geçirilmiş su içeren yöntemlere kıyasla en uygun çözüm olarak tanımlıyor.
İşlenmemiş deniz suyundan doğrudan yeşil hidrojen üretiyorlar https://t.co/K6uDJiNrCz
— Science Plus (@cienciaplus) 31 Ocak 2023
Başka bir deyişle, bu bilim insanı grubu tarafından keşfedilen bu yeni yöntem, arıtılmamış deniz suyunda elektroliz yapmanın çok daha ekonomik bir yolunu sağlamıştır.
Bu erişilebilirlik, değerli bir metal olmayan, ancak krom oksit tabakasıyla kaplanmış bir geçiş metali olan bir katalizörün kullanılmasından kaynaklanmaktadır; bu da verimli elektrolize olanak tanır. Doğası gereği, ekipman deniz suyunu arıtmak yerine sadece mikroorganizmaları ve katı maddeleri uzaklaştırmak için elementi filtreler.
Varsayılan olarak, elektroliz yoluyla hidrojen üretimi, nadir bulunan değerli malzemelerin kullanımını gerektiren bir katalizör kullanımını zorunlu kılar ve bu da üretim maliyetini önemli ölçüde artırır.
Bilim insanları kapsamlı araştırmalar yaptıktan sonra bu süreci test ettiler ve pahalı su ön arıtma ve katalizör gerektiren mevcut sistemlere benzer performans gösterdiğini keşfettiler. Buna dayanarak, verimliliğinin %100'e yaklaştığı ve fosil yakıtların yerini almak, hidrojen üretmek ve çevre kirliliğine katkıda bulunan sera gazlarının yayılmasını önlemek için en uygun seçenek olduğu sonucuna vardılar.
Bu yeni sürecin en büyük çekiciliği, temel ürün olarak kullanılan suyun dünya okyanuslarında bol miktarda bulunmasıdır.
Ancak, bu proje henüz başlangıç aşamasında olduğundan, Avustralya, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'nden araştırmacılar, deniz suyunun uzun süreler boyunca yan etkiler yaratmadığından kesin olarak emin olmak için çok daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğunu kabul ediyorlar . Ayrıca, süreçlerinin aynı verimliliğe sahip olup olmadığını ve hidrojen üretiminin nihai fiyatını artıran gizli maliyetler olup olmadığını belirlemek için daha büyük sistemlerde test etmeleri gerektiğini vurguluyorlar.
Hidrojen geleceğin yakıtı mı? Su kaynaklarımız üzerinde ne gibi sonuçları olur?
Geleceğin en umut vadeden enerji ve yakıt kaynaklarından biri hidrojendir . Atmosfere salınan karbondioksit emisyonlarını azaltması ve küresel ısınmaya katkıda bulunan sera etkisini en aza indirmesi nedeniyle, bu element fosil yakıtlara en iyi alternatiflerden biri olarak kabul edilir . Dahası, evrendeki maddenin yaklaşık %75'ini oluşturması nedeniyle, gezegendeki bolluğu onu oldukça uygulanabilir kılmaktadır.
Bir diğer avantajı ise hidrojenin su elektrolizi yoluyla temiz bir şekilde elde edilebilmesidir . Dahası, hidrojenin yakılması yalnızca yan ürün olarak su üretir ki bu da tüm dünyayı tehdit eden iklim değişikliğiyle mücadele için hayati önem taşır. Bu, hidrojenin üreticiler için en cazip seçeneklerden biri haline gelmesinin ve birkaç yıl içinde seri üretime geçmeyi planlamalarının şüphesiz nedenidir.
Ancak, böyle bir üretimi gerçeğe dönüştürmek için hem hidrojene hem de suya küresel ölçekte ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle, bu değerli sıvının kaynaklarından yararlanmak ve Dünya okyanuslarındaki bol miktardaki deniz suyunu kullanmak önemli bir soruyu gündeme getiriyor: Hidrojen üretimi su kaynaklarımız üzerinde ne gibi sonuçlar doğuracaktır?
Bu bağlamda, bu işlemin başlıca sonuçlarından biri, deniz suyu çıkarma sürecinin tuzlu atık üretme eğiliminde olmasıdır; bu atıklar deşarj edildikten sonra suyun tuzluluğunu artırarak deniz florasına zarar verir . Bu da dokularda biyolojik birikime yol açabilir ve besin zincirinde yükselerek davranış ve üremede değişikliklere neden olabilir. Ayrıca, hayvanların (kabuklular, balıklar, kuşlar ve memeliler) bağışıklık, nörolojik ve endokrin sistemlerine de zarar verir.
Zamanla bu durum, suda yüksek tuz içeriğine yol açarak toprak verimliliğine katkıda bulunur ve bitki büyümesi için hayati önem taşıyan toprakta ürün verimini olumsuz etkiler. Ayrıca, toprak yapısını bozarak uzun vadeli yeraltı suyu kirliliğine neden olur . Nitekim, deniz suyu kullanılarak hidrojen üretiminin tamamen çevresel kirlilikten arınmış olduğu kesin olarak söylenemez.
