Küresel karbonsuzlaşma hedefleri doğrultusunda büyüyen yeşil hidrojen pazarı, yeni bir katalizör teknolojisiyle gündemde. Stanford Üniversitesi, Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü ve BASF ortaklığında yürütülen çalışmada, beş farklı metalden oluşan homojen ve kendi kendini organize edebilen bir nanokristal sentezlendi. Yeni yapı; rutenyum, demir, kobalt, nikel ve bakırın birleşiminden oluşuyor. Yüksek aktiviteli ancak pahalı bir değerli metal olan rutenyumun, daha ucuz ve bol bulunan metallerle birlikte kullanılması, endüstriyel katalizör maliyetlerini düşürme potansiyeli taşıyor.
KENDİLİĞİNDEN ORGANİZE YAPI
Profesör Matteo Cargnello liderliğindeki araştırma ekibi, iki veya üç metalin karışımında istikrarsız ve dağınık yapılar oluşurken, beş metal birlikte kullanıldığında sistemin kendiliğinden düzenli bir yapıya geçtiğini belirledi. 31 olası kimyasal sonucu tek bir nanokristalde birleştiren bu yapıda, bakırın rutenyum ile karışmayarak fiziksel bir iskele görevi gördüğü ifade edildi. Ardından kobalt ve nikel yapıya katılırken, demir de mimariyi koruyucu bir dış kabuk gibi sarıyor. Bu dizilim, endüstriyel reaksiyonlarda yüksek kararlılık sağlıyor.
AMONYAK DARBOĞAZI
Yeni nanokristalin en önemli kullanım alanlarından biri hidrojen taşımacılığı olacak. Gaz halinde taşınması zor ve maliyetli olan hidrojen, küresel lojistikte genellikle sıvı amonyağa dönüştürülerek naklediliyor. Varış noktasında ise yeniden hidrojene ayrıştırılıyor. Bu ayrıştırma işlemi, yüksek sıcaklıklar ve pahalı katalizörler gerektiriyor. Yapılan performans testlerinde, beş metalli nanokristal katalizörün standart rutenyuma göre 4 kat daha hızlı reaksiyon sağladığı görüldü.
ENDÜSTRİYEL TESTLER BAŞLADI
Malzemenin en dikkat çekici özelliklerinden biri de yüksek ısı dayanımı oldu. Standart katalizörler yüksek sıcaklıklarda kümelenme veya bozunma nedeniyle performans kaybı yaşayabilirken, yeni nanokristaller 900°C’de 12 saat sonra bile katalitik etkisini korudu. BASF, operasyonel ömrü uzatması ve bakım maliyetlerini düşürmesi beklenen bu kristalleri kendi endüstriyel ortamlarında test etmeye başladı. Ticari doğrulama sürecinin tamamlanmasıyla birlikte, çok metalli nanokristallerin hidrojen tedarik zincirinde yeni bir katalizör seçeneği olarak öne çıkması bekleniyor.
