Güneş ışığı, Dünya’daki en bol enerji kaynaklarından biridir, ancak onu istediğimiz her yerde ve her zaman kullanamıyoruz. Bunun nedeni, güneş enerjisini depolamanın ve güneşli bölgelerden sınırlı güneş ışığı alan yerlere taşımanın hala maliyetli ve verimsiz olmasıdır. Ancak, bir araştırma ekibi, güneş ışığının basit kimyasal malzemeler kullanılarak bir sıvının içinde depolanabileceğini ve daha sonra tamamen karanlıkta hidrojen gazına dönüştürülebileceğini gösterdi. Ayrıca, bu yöntem enerji taşımak için kablolara, pillere veya elektrik şebekelerine ihtiyaç duymayacak.
Sıvı bazlı sistem güneş enerjisini farklı formlara çeviriyor
Dahası, şimdiye kadar, basit, ticari olarak temin edilebilen malzemeler kullanan hiçbir sistem, güneş enerjisini depolayıp daha sonra herhangi bir dış elektrik olmadan hidrojen olarak serbest bırakmayı başaramamıştı. Yeni araştırma, bu engelin nihayet aşıldığını gösteriyor.
Araştırma ekibi, sistemlerini iki ucuz, hazır malzemeden oluşturdu. İlki, görünür ışığı emebilen ve fotokatalizör görevi görebilen sarı bir toz olan grafitik karbon nitrürdür. İkincisi ise, tıpkı küçük bir şarj edilebilir pil gibi birden fazla elektronu kabul edebilen ve tutabilen tungsten ve oksijen atomlarından oluşan bir küme olan amonyum metatungstattır. Bu işlem, az miktarda metanol eklenmiş suda gerçekleşir.
[bkz url= https://www.techinside.com/lg-ces-2026-etkinligine-insansi-robotu-ile-damga-vuracak/]
Metanol, ışık karbon nitrür üzerine çarptığında oluşan “pozitif yükleri” emerek çok önemli bir rol oynar. Bu, elektronların hızla yeniden birleşmesini ve kaybolmasını önleyerek, bunun yerine depolanmalarını sağlar. Sonuç olarak, sistem saf suyu parçalamaz ve fedakar bir yardımcı olarak metanolü gerektirir.
Karbon nitrür mavi ışıkla aydınlatıldığında, elektron ve delik çiftleri oluşturur. Elektronlar hızla yakındaki tungsten kümelerine atlar. Daha fazla elektron biriktikçe, çözeltinin rengi soluk sarıdan koyu maviye görünür şekilde değişir – bu, tungsten atomlarının +6’dan +5 yük durumuna indirgendiğinin ve güneş enerjisinin artık kimyasal olarak depolandığının açık bir işaretidir.
Bu transfer iki ana nedenden dolayı çok iyi çalışır. Birincisi, asidik koşullar altında, karbon nitrürün yüzeyi pozitif yüklü hale gelirken, tungsten kümeleri negatif yüklüdür. Zıt yükler birbirini çeker, iki maddeyi sıkıca birbirine çeker ve elektronların aralarında verimli bir şekilde hareket etmesine olanak tanır.
İkinci olarak, enerji seviyeleri birbirine çok iyi uyuyor. Bu nedenle elektronlar dışarıdan bir itmeye gerek kalmadan doğal olarak akabiliyor. Test edilen benzer malzemeler arasında bu tungsten bileşiği en iyi hizalanmayı ve performansı gösterdi.
