Hidrojeller, yapay fotosentez atılımında güneş ışığını kullanarak temiz yakıt üretiyor.

Japonya İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (JAIST) ve Tokyo Üniversitesi'nden araştırmacılar yeni bir hidrojel türü tasarladı.
Bu hidrojel doğal fotosentez sürecini taklit ediyor. Güneş ışığını suyu ayrıştırmak için kullanarak hidrojen ve oksijen üretiyor.
Araştırmacılar bir basın açıklamasında, “Hidrojeller, doğal fotosentez sürecini taklit etmek için birlikte çalışan rutenyum kompleksleri ve platin nanopartikülleri gibi fonksiyonel moleküllerle doludur” dedi.

Hidrojen yaygın olarak gelecek için umut verici bir yakıt olarak kabul edilmektedir. Temiz bir şekilde yanar ve yan ürün olarak sadece su üretir. Bununla birlikte, mevcut hidrojen üretim yöntemleri genellikle fosil yakıtlara dayanmakta ve bu da onları sürdürülemez hale getirmektedir.

Bu yeni araştırma potansiyel bir çözüm sunuyor. Çevre dostu bir şekilde hidrojen üretmek için güneş ışığı ve su gibi hazır kaynakları kullanır.
Araştırmacılar, “Yapay fotosentezi daha aktif hale getirerek, bu çalışma bizi yenilenebilir hidrojenin endüstrilere, ulaşıma ve enerji depolama sistemlerine güç sağlayabileceği bir geleceğe yaklaştırıyor” diye ekledi.
JAIST'te Doçent Kosuke Okeyoshi ve Tokyo Üniversitesi'nde Profesör Ryo Yoshida liderliğindeki araştırma ekibi, hassas bir şekilde tasarlanmış iç yapıya sahip hidrojeller tasarlamaya odaklandı.
Bu hidrojeller, bir çerçeve görevi gören polimer ağları içeriyor. Hidrojel içindeki polimer ağı, verimli enerji dönüşümünü kolaylaştırmada çok önemli bir rol oynuyor.
Basın açıklamasında, “Bu ağlar, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için çok önemli olan elektronların transferini kontrol etmeye yardımcı oluyor" denildi.

Bu teknoloji, yapay fotosentez sistemleri oluşturmaya yönelik önceki girişimlerde karşılaşılan bir zorluğun üstesinden geliyor.
Okeyoshi, “En büyük zorluk, bu moleküllerin elektronları sorunsuz bir şekilde transfer edebilmeleri için nasıl düzenleneceğini bulmaktı” dedi.
Eski sistemlerde moleküllerin bir araya toplanmasıyla ilgili sorunlar vardı. Bu moleküller bir araya toplandıklarında verimli çalışamazlar. Bu da üretilebilecek hidrojen miktarını azaltıyor.
Okeyoshi, “Bir polimer ağı kullanarak, sentetik fotosentez sistemlerinde yaygın bir sorun olan bir araya toplanmalarını önleyebildik” dedi.
İlk yazar Reina Hagiwara, hidrojel içindeki moleküllerin organizasyonunun çalışmasını sağlayan şey olduğunu açıkladı.
“Yapılandırılmış bir ortam yaratarak enerji dönüşüm sürecini çok daha verimli hale getirdik” dedi.

Sonuçlar umut verici olsa da araştırmacılar daha fazla geliştirmeye ihtiyaç olduğunu kabul ediyor. Sonraki adımlar, bu hidrojellerin üretiminin ölçeklendirilmesini ve uzun süreler boyunca stabil kalmalarının sağlanmasını içeriyor.
Ekip ayrıca hidrojellerin enerji dönüşüm verimliliğini daha da artırmanın yollarını araştırıyor. Bu, polimer ağına ince ayar yapılmasını veya yeni tip fonksiyonel moleküllerin dahil edilmesini içerebilir.
Nihai hedefleri, güneş ışığı ve sudan hidrojen yakıtı üretmek için pratik ve uygun maliyetli bir sistem oluşturmak.
Okeyoshi, “Potansiyeli gösterdik, ancak şimdi teknolojiyi endüstriyel kullanım için rafine etmemiz gerekiyor” dedi.
Bu hidrojellerin geliştirilmesi, yenilenebilir enerjinin geleceği için heyecan verici olasılıkların önünü açıyor.