Kömür, yapısı gereği birçoğumuzun kafasında temiz bir yakıt kaynağı olarak yer etmiyor. Ancak araştırmacılar, kömürün, yeşil enerji arayışında şu anda üzerinde çalışılan en umut verici temiz yakıt kaynaklarından biri olan hidrojen gazını depolamak için harika bir malzeme olabileceğini söylüyor.
Hidrojenin bazı potansiyel sorunları gündeme getirse de geleceğin temiz enerji kaynağı olarak çok şey vadettiğine şüphe yok. Günün sonunda yakıt olarak kullanıldığında tek çıktısı su olan bir kaynaktan bahsediyoruz. Yine de kullanımıyla ilgili kafalardaki soru işaretlerinden biri de bu gazın nasıl depolanacağı. Son derece yanıcı olan hidrojeni güvenli bir şekilde muhafaza etmenin yollarını bulmak, araştırmacıların hâlâ ter döktüğü bir aşama olarak güncelliğini koruyor.
Gazın tozlar, macunlar, kartuşlar içinde tutulması konusunda çabalansa da hidrojen depolama çözümleri hâlâ pratikten çok teori aşamasında. Çalışmalar devam ederken Pensilvanya Eyalet Üniversitesindeki araştırmacılar, kömürü, hidrojen içerebilecek bir tür pil olarak kullanmayı öneren şaşırtıcı bir fikir ortaya attı.
Kömürün, adsorpsiyon olarak bilinen bir süreçle malzemeye yapıştığı için metan gazını depolamada iyi olduğu bilgisini göz önünde bulunduran ekip, kömürün bu özelliğinin hidrojen için de geçerli olabileceğini söylüyor. Teoriyi test etmek için araştırma ekibi, hidrojeni kömüre zorlamak için özel basınç üreten ekipmanlar inşa etti.
Pensilvanya Eyalet Üniversitesinde enerji ve maden mühendisliği doçenti olan Shimin Liu, “Çok yeni ve çok zorlu bir tasarım yaptık. Bunu nasıl düzgün bir şekilde yapacağımızı bulmak yıllar aldı. Kömürler ve şeyllerle ilgili önceki deneyimlerimize dayanarak bir deney sistemini deneme yanılma yöntemiyle düzgün bir şekilde tasarlamamız gerekti.” ifadeleriyle tasarım sürecine dair bilgi verdi.
Amerika Birleşik Devletleri’nin dört bir yanından sekiz farklı kömür türünün analizinde araştırmacılar, malzemenin gerçekten de hidrojen depolamada son derece iyi olduğunu buldu. En iyileri Virginia’da bulunan düşük uçuculuğa sahip bitümlü kömür ve Pensilvanya’daki antrasit kömürü oldu. Kömürün gaz hapsetme özelliği, eşsiz bileşimine dayanıyor.
Liu, “Pek çok insan kömürü bir kaya olarak tanımlıyor ama aslında bir polimer. Çok daha fazla gaz depolayabilen çok sayıda küçük gözenek ile yüksek karbon içeriğine sahiptir. Yani kömür, karbon içermeyen diğer malzemelere kıyasla çok daha fazla hidrojen molekülü tutabilen bir sünger gibidir.” dedi.
Araştırmacılar malzemenin geçirgenliğini ve yayılabilirliğini incelemeye devam ediyor. Bu incelemelerde elde edilen bilgilerle, kömürün bir hidrojen kabı olduğu fikri hakkında daha detaylı bilgi edinilebilecek. Bu da hidrojenin farklı kömür türlerinin içine ve dışına ne kadar hızlı pompalanabileceğini anlamalarına yardımcı olacak. Bu ilerleme, verimli kömür bazlı hidrojen “pilleri” üretiminin kapısını aralayabilecek.
Liu araştırmanın, kömürden uzaklaşma sürecinden ağır etkilenen toplumlara umut verebileceğine de dikkat çekti:
“Enerji dönüşümünde, ekonomik olarak en çok etkilenenler gerçekten de kömür toplulukları oldu. Bu kesinlikle kömür bölgesini yeniden tasarlamak için bir fırsat. Enerji mühendisi ve becerileri gibi uzmanlıklara zaten sahipler. Eğer bir altyapı inşa edebilir ve ekonomik fırsatlarını değiştirebilirsek, bence bu dikkate almamız gereken bir şey.”
Araştırma Applied Energy dergisinde yayımlandı.
Derleyen: Hatice Bulut
