Tesadüf, hidrojen devrimine nasıl yol açtı? Mısırlı bir yenilikçinin yolculuğu
İnsanlığın yönünü değiştiren araştırma başarılarının listesi, kahramanı şans eseri olan düzinelerce hikayeyle dolu, ancak hidrojenle ilgili olanlar şaşırtıcıydı.
Belki de dünya yakında bu hikayelere Amerika'daki Drexel Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'ndeki iki Mısırlı araştırmacının hikayesini de ekleyecek. Tesadüf onları sadece güneş ışığını kullanarak sürdürülebilir bir şekilde hidrojen üretme konusunda önemli bir buluş bulmalarına yol açtı.
Araştırma camiasının bahsettiği bu tesadüfün detayları neler ve yeşil hidrojen üretimi alanında ne gibi bir fark yaratacak?
Peki geleneksel yeşil hidrojen üretme yöntemi ile bu tesadüfün yol açtığı yöntem arasındaki fark nedir?
Keşfi yapan araştırmacılardan biri olan Dr. Hüseyin Badr bu soruları yanıtlıyor.
Röportaj soruları ve cevaplar şu şekilde:
Ulaştığınız noktanın önemini değerlendirebilmemiz için, öncelikle yeşil hidrojen üretimiyle ilgili mevcut durumu bilmeliyiz?
Dünya, gelecekteki bir yakıt olarak yeşil hidrojen üzerine büyük umutlar bağlıyor. Hidrojen evrende en bol bulunan elementlerden biri, ancak üretim teknikleri yeterli etkinliği sağlamıyor ve sürdürülebilirlik hedeflerini karşılayamıyor. Bu nedenle, hidrojeni su kaynağından sürdürülebilir şekilde ayırma yöntemleri geliştirme çabaları var. Ben ve meslektaşım Michel Brosseau, komik bir hikayenin ardında duran yeni bir yöntemin peşindeydik.
Bu hikayeyi bize anlatır mısınız?
Hikayemiz, birçok araştırma başarısının hikayesi gibi, tesadüf sürdürülebilir ayırma yöntemini keşfetmemize yol açtı. Yeşil hidrojen enerjisinin geleceğin ideal seçeneği olmasını sağlayan bu yöntem, "meksene" ailesinden bir bileşiğin (örneğin titanyum gibi bir geçiş metalinin) hazırlanması üzerine çalışırken gelişti. Bu bileşiğin çeşitli uygulamalar için uygunluğunu incelemeyi amaçlıyorduk.
Bileşiğin hazırlık sürecinde, genellikle ara üründen nihai bileşik formuna dönüşümü için "hidroflorik asit" adı verilen bir asit kullanılırken, biz bu asitin alternatif bir maddesini arıyorduk. Bu asit, çok yüksek güvenlik gereksinimleri olan bir madde olup, bu nedenle daha güvenli bir alternatif arayışındaydık. 150 farklı hidroksit denemesini içeren ve farklı gruplardan gelen deneyleri içeren bir yıldan fazla süren deneyler sonucunda, "tetrametilamonium hidroksit" üzerinde çalışırken beklenen bileşiği elde edemedik. Bunun yerine, nano teller elde ettik ve bu tellerin güneş ışığına maruz bırakıldığında su moleküllerinin hidrojen atomlarını ayıran ve serbest bırakan kimyasal ayrışma reaksiyonunu kolaylaştırdığını gördük.
Bu tesadüfü nasıl araştırma çalışmasına dönüştürdünüz?
Titaniumun yanı sıra diğer ucuz ve orta derecede sıcaklığa (yaklaşık 70-80 derece Celsius) dayanıklı metallerden türetilen materyalleri kullanarak, nanotellerin üretimini test ettik. Bu nanotelleri su ve metanol çözeltisine batırdık ve görsel morötesi ışık spektrumlarını taklit eden bir lambadan gelen görünür ışığa maruz bıraktık. Deneylerimiz, bu nanotellerin mevcut malzemelerin stabilite ve verimlilik açısından 10 kat daha verimli olduğunu kanıtladı. Bu nanoteller, sürekli güneş ışığı etkisi altında 2 hafta boyunca stabilite kaldı ve 6 ay boyunca su içinde tutulduğunda olumsuz etkilenmedi.
Araştırma başarınızın en önemli noktalarını özetleyecek olursak ne söylersiniz?
Titanyum oksit başlı başına yeni bir madde değil, ancak onu kullanarak ürettiğimiz özgün niteliklere sahip nanoteller yeni olan şeydir. Bu nanotelleri üretiminde elde ettiğimiz başarı ile hidrojen ayırma sürecinde kullanarak, bu nanotellerin patentini aldık.
Sonraki adımlarınız neler?
Gerçek üretim süreçlerinde nanotelleri test etmek için yeşil hidrojen üretimiyle ilgilenen şirketlerle iş birliği yapacağız. Aynı zamanda, farklı şirketlere ve denemek isteyen ülkelere nano boyutta titanyum oksidi pazarlamayı amaçlayan bir girişim kurma süreçlerine başladık.
Yeni teknolojinizin popülerlik kazanmasını bekliyor musunuz?
Dünya genelinde fosil yakıtların kullanımını durdurma ve temiz enerji kaynaklarına geçme eğilimi açıkça görülüyor. Bu nedenle, yeni teknolojimizin temiz enerji geleceğinde önemli bir rol oynayacağını düşünüyorum.
Bu yeni teknolojinin piyasada ne zaman bulunacağını öngörüyorsunuz?
Daha önce belirttiğim gibi, hidrojen enerjisi konusunda bir eğilim mevcut. Almanya, hidrojenle çalışan bir trenin olduğu bir ülke ve Kanada da geçtiğimiz Haziran ayında hidrojenle çalışan ilk trenini tanıttı. Ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri'nin Kaliforniya eyaleti de yakında benzer bir adım atacak durumda. Eyalette 12 bin hidrojenle çalışan veya elektrikle çalışan araç bulunuyor, yani bu alanda bir geçiş isteği var.
Ancak ticari olarak rekabetçi bir hidrojen üretimi gerçekleştirmek, petrolle rekabet edebilmek anlamına gelir. Bazı üreticiler "yeşil hidrojen" üretimine henüz ulaşmış değil ve halihazırda üretilen hidrojen "gri hidrojen" olarak adlandırılıyor çünkü üretim sonucunda karbondioksit ortaya çıkıyor. Şu an şirketlerle çalışarak çevreye zarar vermeyen tekniklerle hidrojen üretiminin petrolle rekabet edebilir hale getirilmesi için alt yapı değişiklikleri yapmayı amaçlıyoruz. Böylece gerçekten "yeşil hidrojen" üretimi gerçekleşebilir hale gelebilir.
Sizlerin yöntemiyle yeşil hidrojen üretimi ve şu anda mevcut olan yöntemler arasındaki fark nedir?
Şu anda mevcut olan yeşil hidrojen üretim yöntemleri, toprakta nadir bulunan metalleri, örneğin "platin" gibi yüksek maliyetli ve sınırlı bulunan metalleri kullanıyor. Oysa bizim yöntemimiz, yaygın bulunan ve maliyeti düşük metalleri kullanıyor.
Son olarak, "COP 28" zirvesinin çıktılarına dair beklentileriniz nedir ve bu çıktıların bu teknolojileri desteklemek için nasıl bir rol oynayabileceği konusundaki görüşleriniz nelerdir?
İklim zirveleri, örneğin "COP 28" ve birkaç ay önce Hollanda'nın ev sahipliği yaptığı Dünya Hidrojen Zirvesi, son derece önemli etkinlikler. Çünkü hem yeni politikaları tartışırlar hem de farkındalığı artırırlar. İnsanlar bu zirveler aracılığıyla yeşil hidrojen teknolojilerinin ne yönde ilerlediğini ve neden bu teknolojilere doğru bir geçiş yapmamız gerektiğini anlarlar.
