[dropcap]J[/dropcap]apon araştırmacılar sudan hidrojen yakıt üretimini kolaylaştıran yeni bir fotokatalizör (enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanan maddeler) keşfettiler.
Sentezlenen malzeme ince kristallerin mikroboyutta toplanmasıyla oluşmuştur.
Eşsiz bir yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş ışığını depolanabilir ve taşınabilir kimyasal enerjilere dönüşümünü sağlayan teknoloji günümüzde mevcut değil. Bu nedenle güneş enerjisi bilinen fosil ve nükleer yakıtların yerine kullanımında henüz hazır durumda değildir.
Çoğu su ayrıştırıcı fotokatalizör (titanyum dioksit gibi) ultraviyole ışığı absorbe ederek suyu ayrıştırabilir ve hidrojen yakıtı üretebilir. Ancak, güneş enerjisinin yarısından fazlasını bünyesinde barındıran görünür ışığı absorbe edemeyecekleri için enerji dönüşümünde kullanımları sınırlıdır. Dünya çapında görünür ışığı absorbe ederek suyu ayrıştıran yeni fotokatalizörler geliştirilse bile maliyet ve çevreyle ilgili sorunlar oluşur. Çünkü mevcut fotokatalizörlerin çoğu tantalyum gibi nadir ve pahalı ya da yüksek konsantrasyonda aşırı toksik olan kurşun gibi metaller içermektedir.
Hideki Abe ve Naoto Umezawa liderliğindeki, Japonya Ulusal Enstitüsü Malzeme Bilimi (NIMS) araştırmacıları yakın zamanda hem teorik hem de deneysel bilimleri birleştirerek yeni bir fotokatalizör keşfettiler. NIMS ekibi, görünür ışık etkisi altında su-ayrışma fotokataliz reaksiyonları için elverişli olan bir elektronik yapıya sahip olabilecek maddenin teorik tahminine dayalı olarak iki değerlikli kalay iyonları (Sn2+) içeren oksitleri araştırdılar. Sonuç olarak iki değerlikli (Sn2+) ve dört değerlikli (Sn4+) kalay iyonlarından oluşan bir kalay oksit (Sn3O4) (Sn2+ 2 Sn4+ O4) buldular. Gerçekleştirilen deneylerle oluşturulan bu maddenin (TiO2 i aktive edemeyen) görünür ışığa maruz kaldığında hidrojen üreten su ayrışma reaksiyonuna olanak sağladığını kanıtlamış oldu.
Kalay oksitler; ucuz olan, toksik olmayan ve bol bulunan maddeler olduğu için şeffaf iletken malzeme yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sn3O4 katalizörü keşfinin, hidrojen yakıt üretimi ile ilişkili olarak çevresel yükün ve maliyetin azalmasına ve bunun yanında güneş enerjisinin kullanımı üzerine kurulmuş geri dönüşüm odaklı bir toplumun oluşmasına katkı sağlaması bekleniyor.
Bu araştırmanın sonuçları Applied Materials & Interfaces (American Chemical Society tarafından yayınlanan bir dergi) online versiyonunda yakın bir zamanda yayınlanacaktır.
Kaynak: sciencedaily.com
