Ispanak, Platinden Daha Verimli Bir Katalizör Olarak Yakıt Hücrelerine Güç Katabilir!

Ispanak, Platinden Daha Verimli Bir Katalizör Olarak Yakıt Hücrelerine Güç Katabilir!
Yakıt Hücreleri Nasıl Çalışır?
FuelCell Energy
Yazar Payal Dhar Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
3 dakika
692 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Shouzhong Zou ve Amerikan Üniversitesi Kimya bölümündeki ekibi, yakıt hücrelerinin performansını geliştirmenin bir yolu olarak ıspanak kullanmayı denemeye karar verdiklerinde, ıspanağın ne kadar iyi çalıştığına kendileri de şaşırdılar. Bunun mümkün olabileceğini göstermeyi hedefleyen deneylerinde, yakıt pillerinde ve metal-hava pillerinde kullanılabilecek karbon açısından zengin bir katalizör yapmak için, mahallelerindeki süpermarketlerden satın aldıkları ıspanağı kullandılar.

Ispanak, yakıt hücrelerindeki oksijen indirgeme reaksiyonları (İng: "oxygen reduction reactions" ya da kısaca "ORR") için gerekli olan yüksek performanslı katalizörler için bir öncü olarak kullanıldı. Geleneksel olarak yakıt pilleri, platin bazlı katalizörler kullanılmıştır; ancak platin, çok pahalı ve elde edilmesi zor olmakla kalmayıp, belirli koşullarda kimyasal zehirlenmeye karşı savunmasız olabilir. Sonuç olarak, araştırmacılar, platini değiştirmek için biyokütle türevi, karbon bazlı katalizörlere yöneldiler; ancak uygun maliyetli ve toksik olmayan malzemeler bulmak konusunda zorandılar. Zou, şöyle diyor:

Ispanağı keşfetme konusunda için şanslıydık, çünkü yüksek demir ve nitrojen içeriğine sahip. Şu anda yöntemimiz, ıspanağa biraz daha azot eklememiz gerektiriyor, çünkü ıspanak içinde çok fazla nitrojen olmasına rağmen, ıspanağı hazırlama işlemi sırasında bu nitrojenin bir kısmı kayboluyor.
NDNR

Bugüne kadar diğer araştırmalarda da ıspanak gibi yeşil yapraklı sebzeler, çeşitli amaçlarla kullanmıştı. Yani ıspanağın elektrokimyasal niteliklerini ilk keşfedenler Zou ve ekibi değildi. Örneğin, 2014 yılında yapılan bir çalışmada, kapasitör elektrotları oluşturmak için ıspanaktan aktif karbon toplanmıştı.[2] Daha güncel bir makalede ıspanak bazlı nanokompozitleri fotokatalizörler üretilmişti.[3] Zou, ıspanağın demir ve azotça zengin olmasının (her ikisi de oksijen indirgeme tepkimeleri için gereklidir) yanı sıra, yetiştirilmesinin kolay ve platinden kesinlikle daha ucuz olduğunu söylüyor.

Ispanak bazlı katalizörün hazırlanması ilk başta şüpheli bir şekilde bir smoothie tarifine benziyor: Taze yaprakları yıkanır, meyve suyu haline getirilir ve dondurarak kurutulur. Kurutulmuş meyve suyu daha sonra bir toz halinde öğütülür ve buna bir nitrojen destekleyici olarak melamin eklenir. Zou'nun "mutfağımızda kullandığımız sofra tuzuna çok benzer" olarak nitelediği sodyum klorür ve potasyum klorür gibi tuzlar eklenir. Bu tuzlar, reaksiyonlar için mevcut yüzey alanını artıran gözenekler oluşturmak için gereklidir. Ispanak-melamin-tuz kompozitleri 900 °C'de birkaç kez pirolize edilerek nanolevhalar üretilir. Zou şöyle diyor:

Reklamı Kapat

"Elbette, daha verimli hale getirmek için bu malzemenin hazırlanma sürecini optimize edebiliriz.

Etkili bir katalizör, daha hızlı, daha verimli bir reaksiyon anlamına gelir. Yakıt pilleri söz konusu olduğunda bu, pillerin enerji çıkışını artırabilir. Nanolevhaların gözenekliliğinin yardımcı olduğu yer burasıdır. Zou, onlara "nanolevhalar" adını vermemize rağmen, birlikte istiflendiklerinde, çok sağlam bir deste oluşturmadıklarını söylüyor. Tuzların eklenmesi, oksijenin sadece dış yüzeylere erişmek yerine, malzemeye nüfuz etmesini sağlayan küçük delikler oluşturuyor. Tüm aktif alanların kullanılabilmesi için, malzemenin yeterince gözenekli hale getirilmesi gerekiyor.

Amerikan Üniversitesi ekibini, ıspanağa iten bir diğer faktör de yenilenebilir bir biyokütle kaynağı olmasıydı. Zou, şöyle diyor:

Sürdürülebilirlik, aldığımız kararın çok önemli bir parçasıydı. Cevaplamamız gereken en büyük soru, yemek masası ile rekabetten nasıl kaçınabileceğimizdi.

Bu bir şaka değil. Biyoyakıtların aç kişileri doyurmak yerine yakıt olarak kullanılması gerçekten eleştirilmekte olan bir sorundur.[4]

İkincisi, karbon ayak izini katalizör hazırlığı açısından nasıl tutabiliriz? Çünkü şu anda hazırlık prosedürümüzde yüksek sıcaklıklar kullanıyoruz. Aynı malzeme türünü elde etmek için bunları yapmanın farklı yollarını bulabilirsek, bu enerji tüketimini ve bu sayede karbon ayak izini önemli ölçüde azaltacaktır.

Sonuçlar umut verici olsa da, henüz gitmek için uzun bir yol var. Zou, çalışmanın şu ana kadar sadece prensip kanıtı olduğu konusunda uyarıyor. Pratik uygulamalar hakkında konuştuğumuzda çok dikkatli olmalıyız, çünkü laboratuvar koşullarında mükemmel performans gösteren bir şey, onları gerçek cihazda uyguladığımızda daha zor hale gelebilir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyan bir başka husus da, ıspanaktan türetilen katalizörün alkali koşullarda platin bazlı katalizörlerden daha iyi performans göstermesine rağmen, asidik bir ortamdaki performansın verimli olmadığıdır. Zou şöyle diyor:

Açıkçası, geniş bir pH aralığında çalışıp çalışamayacaklarını görmek için yapmamız gereken bazı ayarlamalar var.

Tam bir prototip üretmek, bir sonraki bariz adım olacaktır. Böylece ıspanaktan elde edilen katalizör, bir yakıt hücresinde test edilecektir. Zou, sözlerini şöyle bitiriyor:

Bu, bu noktada laboratuvarımda sahip olmadığım uzmanlık türü. Bu nedenle diğer gruplarla işbirliği yapmayı düşünüyoruz veya uzmanlığımızı bu alanda geliştireceğiz, çünkü atılması gereken bir adım bu.
Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • İnanılmaz 6
  • Tebrikler! 4
  • Bilim Budur! 4
  • Umut Verici! 4
  • Muhteşem! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: IEEE Spectrum | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 14/06/2021 03:27:52 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10454

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Tür
Sağlık Personeli
Nobel Ödülü
Şüphecilik
Güve
Astronot
Zeka
Periyodik Tablo
Yüz
Hominid
Virüs
Evrim
Biyokimya
Etoloji
Sperm
İstatistik
Örümcek
Farmakoloji
Hamile
Covid-19
Bilimsel
Mers
Dinozorlar
Coronavirus
Homo Sapiens
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın