Nagoya Üniversitesi’nden Atsushi Noro liderliğindeki araştırma ekibi, yakıt hücresi teknolojisinde devrim yaratacak bir fosfonik asit polimer elektrolit tasarladı. Bu yeni elektrolit, yakıt hücrelerinin 100°C üzeri sıcaklıklarda ve düşük nem koşullarında çalışmasını mümkün kılıyor.
Yakıt Hücrelerindeki Temel Sorunlar Çözülüyor
Yakıt hücreleri, yalnızca su üreterek enerji sağlamalarıyla çevre dostu bir çözüm olarak öne çıkıyor. Ancak geleneksel yakıt hücrelerinde kullanılan perfluorosülfonik asit polimerler (PFAS) çevrede kalıcı olmaları ve canlı organizmalarda birikme riskleri nedeniyle ciddi düzenlemelere tabi tutuluyor.
Noro ve ekibi, bu soruna fosforik asit bazlı hidrokarbon polimerler ile çözüm buldu. Bu yeni polimerler, flor içermemeleri sayesinde çevreye zarar vermiyor. Ancak bu malzemelerin yaygın kullanımı, yüksek sıcaklıkta ve düşük nemde çözünmeye eğilimli olmaları nedeniyle sınırlı kalmıştı.
Dayanıklılık ve Performansta Yeni Dönem
Araştırma ekibi, bu sorunu çözmek için polimer sırtı ile fosfonik asit grupları arasına hidrofobik bağlayıcılar ekledi. Bu yenilik, malzemenin suya karşı direncini ve kimyasal stabilitesini artırarak, yüksek sıcaklık ve düşük nem koşullarında bile yüksek iletkenlik sağladı.
Yeni membran, mevcut alternatiflere göre çok daha üstün performans gösterdi. 120°C ve %20 bağıl nem koşullarında, bu yenilikçi membranın iletkenliği polistiren fosfonik asit membranlardan 40 kat, ticari çapraz bağlı sülfone polistiren membranlardan ise 4 kat daha yüksek çıktı.
Yakıt Hücreli Araçlar İçin Büyük Avantajlar
Bu gelişme, yakıt hücreli araçlar için de önemli faydalar sunuyor. Noro, yüksek sıcaklıkta çalışabilen yakıt hücrelerinin üç ana avantajını vurguladı:
- Daha Verimli Enerji Üretimi: Elektrotlardaki reaksiyonlar hızlanıyor ve enerji verimliliği artıyor.
- Karbon Monoksit Zehirlenmesini Azaltma: Yüksek sıcaklık, bu yaygın sorunun önüne geçiyor.
- Kompakt Sistem Tasarımı: Harici nemlendirme ihtiyacını ortadan kaldırarak, yakıt hücresi sistemlerini daha hafif ve küçük hale getiriyor.
Sürdürülebilir Enerji
Bu yenilik, Yeni Enerji ve Endüstriyel Teknoloji Geliştirme Organizasyonu (NEDO) tarafından destekleniyor ve yakıt hücresi teknolojisinin geleceği için önemli bir kilometre taşı olarak görülüyor. Araştırmaya dayalı materyaller için Japonya ve diğer ülkelerde patent başvuruları yapıldı.
Nagoya Üniversitesi’nin bu çalışması, hem yakıt hücresi teknolojisini bir adım öteye taşıyor hem de net sıfır karbon hedeflerine ulaşmada kritik bir rol oynuyor.
