Güney Koreli araştırmacılar, hidrojen üretiminde verimliliği kayda değer ölçüde artıran pratik ve uygulanabilir bir yöntem geliştirdi. Çalışmada, mutfak gereçlerinde yaygın olarak kullanılan teflonun, yani PTFE kaplamanın su elektrolizörlerinde kullanılmasıyla hidrojen üretim verimliliğinin yaklaşık yüzde 40 oranında yükseltilebildiği ortaya kondu. Basit yapısı sayesinde bu yöntemin hem kolay uygulanabilir hem de ölçeklenebilir olduğu vurgulanıyor.
Hidrojen üretim verimliliği zirveye çıktı
Araştırma, su elektrolizörlerinin en kritik bileşenlerinden biri olan gözenekli taşıma katmanına odaklanıyor. Elektroliz süreci sırasında oluşan hidrojen kabarcıkları, katalizör yüzeyine tutunarak aktif reaksiyon alanlarını kapatabiliyor. Bu durum, hidrojen üretim hızını düşürürken aynı zamanda sistemin enerji verimliliğini de olumsuz etkileyen temel sorunlardan biri olarak öne çıkıyor.
Ekip, bu problemi çözmek amacıyla gözenekli taşıma katmanının yüzeyine hidrofobik özellikte PTFE kaplama uyguladı. Basit bir sprey yöntemiyle gerçekleştirilen bu kaplama sayesinde hidrojen kabarcıklarının yüzeye tutunması engellendi ve gazın sistemden çok daha hızlı şekilde uzaklaşması sağlandı. Böylece elektrokimyasal reaksiyon daha kararlı bir şekilde sürdürülebildi.
Yapılan deneylerde, PTFE kaplamalı katman kullanılan hücrelerde akım yoğunluğunun yaklaşık yüzde 40 oranında arttığı gözlemlendi. Ayrıca hidrojen kabarcıklarının birikmesi nedeniyle oluşan voltaj artışının belirgin biçimde azaldığı tespit edildi. Bu bulgular, doğrudan daha yüksek hidrojen üretim hızına ve daha iyi enerji verimliliğine işaret ediyor.
Araştırmacılar, yöntemin yalnızca sprey kaplama ve basit bir ısıl işlem gerektirdiğini, karmaşık ya da maliyetli üretim süreçlerine ihtiyaç duyulmadığını özellikle vurguluyor. Yaklaşımın 225 santimetrekareye kadar olan gözenekli taşıma katmanlarında başarıyla test edildiği ve mevcut elektroliz sistemlerinde herhangi bir tasarım değişikliği yapılmadan uygulanabileceği belirtiliyor. Bunun yanı sıra, geliştirilen kaplama yönteminin yakıt hücreleri ve metal-hava bataryaları gibi gaz üretiminin söz konusu olduğu diğer elektrokimyasal sistemlerde de kullanılma potansiyeline sahip olduğu ifade ediliyor.-
