TOBB ETÜ | Teknoloji Transfer Ofisi - TOBB ETÜ’de Güneş Enerjisi ile Hidrojen Üretiminde Önemli Adım
TOBB ETÜ Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü bünyesinde güneş enerjisi kullanarak hidrojen üretiminde önemli bir adım atıldı. TOBB ETÜ Enerji Araştırmaları Laboratuvarında yapılan çalışmalar sonunda esnek altlık üzerine kaplanan nano yapılı çinko oksit ince filmlerin mekanik gerilim ile foto-çevrim verimlerinin arttığı keşfedildi.
Yapılan çalışmada paslanmaz çelik folyo üzerine maliyet etkin bir yöntem olan kimyasal banyo depolama tekniği ile farklı morfolojilerde çinko oksit nano yapılar büyütülerek bu yapıların uygun elektrolit çözeltisi içine yerleştrilmesi ile fotoelektrokimyasal güneş pilli üretildi. Bu pilin yapay ışık kaynağı ile aydınlatılması sonucunda, su elektroliz edilerek hidrojen gazının açığa çıkması sağlandı. Fotoelektrokimyasal güneş pilleri, yenilenebilir kaynak kullanılrak hidrojen üretimini mümkün kılmasından ötürü son yıllarda büyük bir ilgi görmekte. Bu sistemler ile güneş enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülerek depolanmış oluyor.
Fotoelektrokimyasal güneş pillerinde kullanılan yarıiletkenlerin, yüksek akım yoğunlukları üretebilmesi, korozyona karşı dayanıklı, esnek/hafif reaktör dizaynlarına adapte edilebilir ve maliyet etkin olmaları gerekiyor. TOBB ETÜ Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü öğretim üyeleri Prof. Dr. Nurdan Demirci Sankır, Prof. Dr. Mehmet Sankır ve Prof. Dr. Hamza Kurt’un, lisans öğrencimiz Merve Mintaş, doktora öğrencimiz Nazrin Abdullayeva ve Ahmet Özer, doktora sonrası araştırmacısı Çiğdem Tuç Altaf ile yaptıkları çalışmada, farklı nanoyapıların dönüşüm verimine olan etkilerinin yanı sıra hafif, esnek ve maliyet etkin olması ile ön plana çıkan paslanmaz çeliğin altlık olarak kullanılması ile hazırlanan foto-aktif elektrotların uygulanan mekanik gerilim ile fotoelektrokimyasal performanslarının değişimi ve bu elektroların dayanımı araştırıldı. Çelik folyoların bükülmesi ile nano-çubuk yapılı çinko oksitlerin performanslarının düz olanlara kıyasla 2.5 kat daha fazla olduğu saptandı. Dalga boyu 370 nm olan monokromatik ışık ile bu sistemlerin aydınlatılması ile %69’luk bir dönüşüm verimi elde edilerek bu verim artışının mekanik gerilim ile nano yapıların daha düzenli hale gelmesinden ötürü gerçekleştiği deneysel ve simülasyon çalışmalar ile ispatlandı.
Yapılan bu çalışma Tübitak 1001 programı tarafından desteklenmekte olup dünyanın en önde gelen yayın gruplarından olan Nature yayın grubunun Scientific Reports dergisinde yayınlandı.