Yeşil hidrojenin önündeki engeller yalnızca üretim teknolojisinin maliyetiyle sınırlı değil. Elektroliz yoluyla hidrojen elde etmek için yüksek saflıkta suya ihtiyaç duyulması, özellikle su kaynaklarının kısıtlı olduğu bölgelerde yeni bir sorun yaratıyor. Gezegenin suyunun yaklaşık yüzde 97'sini oluşturan deniz suyu ise ilk bakışta bu sorunun doğal çözümü gibi görünüyor. Ne var ki tuzlu suyu doğrudan elektroliz sistemlerine dahil etmek, sanıldığı kadar kolay değil.

Deniz suyundaki klorür iyonları elektrotlarda korozyona neden olurken, hidrojen üretiminin diğer aşamasında oksijen yerine toksik klor ve türevlerinin oluşması riskini de beraberinde getiriyor. Bu nedenle bilim insanları uzun süredir deniz suyunu ön arıtma süreçlerine ihtiyaç duymadan kullanabilecek sistemler üzerinde çalışıyor.

Birleşik Arap Emirlikleri'ndeki University of Sharjah araştırmacılarının geliştirdiği yeni katalizör, bu alandaki engellerden birini aşmayı hedefliyor.

Üç Malzemeli Katalizör

Chemical Communications dergisinde yayımlanan araştırmada nikel hidroksit, seryum oksit ve fosfattan oluşan bir katalizör sistemi tanıtıldı. Araştırmacılara göre bu üç bileşen, platin ve iridyum gibi pahalı metallere dayanan bazı mevcut katalizörlere kıyasla daha erişilebilir ve ekonomik alternatifler sunuyor.

Yeni sistemin temel avantajı, deniz suyundaki klorür iyonlarının neden olduğu korozyona karşı daha dirençli olması. Seryum oksit ve fosfatın birlikte kullanılması, istenmeyen yan reaksiyonları sınırlandırırken hidrojen üretimi için gerekli elektrokimyasal sürecin daha verimli işlemesine yardımcı oluyor.

Katalizörün mikroskobik ölçekte piramit biçiminde oluşan yoğun nanoyapısı da reaksiyonun gerçekleşebileceği aktif yüzey alanını artırıyor. Araştırmacılar, bu yapının daha düşük enerji ihtiyacıyla hidrojen üretimine katkı sağladığını belirtiyor.

Laboratuvar testlerinde sistem, simüle edilmiş deniz suyu ortamında yaklaşık 80 saat boyunca yüksek performansını korudu. Bu süre, geliştirilen teknolojinin tuzlu ortamda çalışabileceğine ilişkin önemli bir işaret olarak değerlendiriliyor.

80 Saat Ticari Üretim İçin Yeterli Değil

Araştırmanın heyecan verici tarafı kadar sınırlarını da görmek gerekiyor. Çünkü 80 saatlik çalışma süresi, kesintisiz üretim yapması beklenen endüstriyel elektroliz tesisleri için oldukça kısa. Üstelik deneylerde gerçek deniz suyu yerine laboratuvarda hazırlanan simüle edilmiş deniz suyu kullanıldı.

Gerçek deniz suyundaki farklı iyonlar, organik maddeler, biyolojik oluşumlar ve değişken çevresel koşullar sistemin performansını etkileyebilir. Katalizörün uzun süreli dayanıklılığı, büyük ölçekli üretimde verimliliği ve toplam hidrojen maliyeti henüz kanıtlanmış değil.

Dolayısıyla bu çalışma, deniz suyundan ucuz hidrojen üretiminin artık çözüldüğünü değil, önündeki teknik engellerden birinin aşılması için yeni bir yol bulunduğunu gösteriyor.

Türkiye İçin Deniz Suyu ve Hidrojen Denklemi

Bu gelişme Türkiye açısından da dikkate değer. Ülkenin uzun kıyı şeridi, özellikle kıyı bölgelerinde yoğunlaşan sanayi tesisleri ve yenilenebilir enerji yatırımları, deniz suyundan hidrojen üretimini araştırmaya değer bir seçenek haline getiriyor.

Özellikle rüzgâr ve güneş enerjisinin yoğun olduğu kıyı bölgelerinde üretilecek elektriğin hidrojen yoluyla depolanması, enerji sistemine esneklik kazandırabilir. Üretilen hidrojen; gübre, demir-çelik, kimya ve deniz taşımacılığı gibi doğrudan elektrifikasyonun zor olduğu sektörlerde kullanılabilir.

Ancak Türkiye'nin burada dikkat etmesi gereken bir başka konu daha var: Deniz suyu kullanmak, hidrojen üretimini kendiliğinden çevreci hale getirmiyor. Elektrolizde kullanılan elektriğin yenilenebilir kaynaklardan sağlanması, sistemin toplam enerji tüketimi, su ekosistemleri üzerindeki etkileri ve ortaya çıkabilecek atıkların yönetimi birlikte değerlendirilmek zorunda.

Türkiye'nin hidrojen stratejisinde deniz suyundan üretim teknolojilerine daha fazla yer açılması, özellikle su stresi yaşayan bölgeler açısından yeni fırsatlar yaratabilir. Fakat öncelik yalnızca yeni üretim yöntemleri geliştirmek değil, bu yöntemlerin gerçek koşullarda ne kadar verimli ve sürdürülebilir olduğunu kanıtlamak olmalı.

Hidrojen ekonomisinin geleceğini belirleyecek olan, yalnızca ne kadar hidrojen üretebildiğimiz değil; onu ne kadar az enerji, su ve kaynak tüketerek üretebildiğimiz olacak.