Hindistan’dan bilim insanları, zerdeçal yardımıyla üretilen yakıt hücreleri sayesinde etanolden verimli bir şekilde elektrik üretilebileceğini keşfetti. Clemson Nanomateryal Enstitüsü(CNI) ve Sri Sathya Yüksek Öğrenim Enstitüsü’nden araştırmacıların iş birliğiyle geliştirilen yeni teknolojide, altın nanoparçacıklar ve zerdeçal yardımıyla üretilen anot sayesinde 100 kat daha az enerji harcanarak, etanolden elektrik üretilebiliyor.
Araştırmacıların halen daha fazla deneme yapması gerekse de bu yeni keşif sayesinde yakıt hücreleri ve farklı teknolojilerde yeni inovasyonlar yapılabilir.
“Bazik ortamda Alkol oksidasyonundaki katalizörler arasında, bizim katalizörümüz açık ara en iyisidir,” diyor CNI kurucu direktörü Fizik Prof. Apparao Rao.
Yakıt hücrelerinde yanma yerine, kimyasal reaksiyonlar yardımıyla elektrik üretilir. Yakıt hücreleri sayesinde araçlar, binalar, portatif elektronik cihazlar ve güç sistemleri yedeklenir.
Hidrojen yakıt hücreleri sera gazı üretmese de günümüzde halen doğalgaz ve fosil yakıtlardan üretildiğinden pek de yeşil değil. Ayrıca hidrojen basınçlı bir gaz olduğundan depolamak ve taşımak oldukça sıkıntılı. Etanol ise mısır veya diğer tarımsal ürünlerden üretilebiliyor ve sıvı olduğundan taşıması çok daha kolay.
Yalnız etanolden elektrik edilecekse, çok verimli bir reaksiyon gerçekleşmesi gerekiyor.
Araştırmacılar yakıt hücresinin anoduna odaklandı yani etanolün yükseltgendiği bölüme odaklandılar. Yakıt hücrelerinde platin katalizör olarak kullanılıyor. Fakat platin, zehirli karbon monoksit ara ürünü üretiyor. Ayrıca oldukça pahalı bir maden olduğundan, kullanımı oldukça kısıtlı.
Araştırmacılar iletken polimer, metal organik kafesler ya da diğer kompleks materyaller yerine zerdeçal yardımıyla elektrot yüzeyinde nano altın parçacıkları biriktirdi. Zerdeçal altın nanoparçacıkların etrafında gözenekli bir ağ yapısı oluşturmak için muhteşem bir malzemedir. Araştırmacılar elektrot yüzeyinde altın nanoparçacıkları toplamak için, önceki araştırmacılar 100 kat daha az elektrik akımı kullandıklarından reaksiyon çok daha verimli hale geldi.
Kürkümin kaplama olmadan, altın nanoparçacıklar üstüste yığılıyor ve reaksiyon yüzeyinin küçülmesine neden olduğundan verimin çok düşmesine neden oluyor. İşte bu aşamada zerdeçal gözenekli bir ortam oluşturarak kaplamayı stabilize ediyor ve alkol oksidasyonunu mükemmel kılıyor.
Araştırmacılar alkol oksidasyonu endüstri için büyük bir ilerleme olacağını düşünüyor. Sonraki aşamada proses büyütülerek gerçek yakıt hücreleri yapılması hedefleniyor. Ayrıca bu eşsiz elektrot sayesinde sensörler ve süper kondansatörler için yeni uygulamalar doğacağını belirtiyor.
SSSIHL araştırma ekibi yeni elektrotu sensör olarak kullanarak, idrarda dopamin miktarının ölçülebileceğini gösterdi. Dopamin ölçümü, Parkinson ve dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu hastalıklarında büyük önem arz ediyor. Yeni metot standart metotlara kıyasla çok daha ucuz bir metot olacak.
Zerdeçalın altın nano parçacıkları atomik ölçekte nasıl stabilize ettiği bilinmese de gelecekte yeni uygulamalarda kullanılabilir.
Kaynak: ScienceDaily
Referans: Sai Prasad Nayak, Lakshman K. Ventrapragada, Sai Sathish Ramamurthy, J.K. Kiran Kumar, Apparao M. Rao. Green synthesis of a novel porous gold-curcumin nanocomposite for super-efficient alcohol oxidation. Nano Energy, 2022; 94: 106966 DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.106966
