Japonya’daki Kyushu Üniversitesi’nde geliştirilen yeni kuşak hidrojen yakıt hücresi, bugüne dek ticari kullanımı sınırlayan en büyük teknik pürüzlerden birine direkt tahlil sunuyor. Bilim insanları, katı oksit yakıt hücrelerinin (SOFC) gereksinim duyduğu yüksek çalışma sıcaklığını 700-800°C düzeyinden 300°C’ye kadar düşüren bir tasarım ortaya koydu. Bu gelişme, hidrojen gücünün hem maliyet hem de erişilebilirlik açısından daha uygulanabilir hale gelmesinin önünü açıyor.

Hidrojen gücü ucuzlayabilir

Nature Materials mecmuasında yayımlanan çalışmada, düşük sıcaklıkta yüksek verimlilik sağlayan bu yeni hücrenin gerisindeki temel mühendislik yaklaşımı ayrıntılandırıldı. Takım, protonların kristal yapı içinde daha özgür ve süratli hareket edebilmesi için baryum stannat ve baryum titanat bileşiklerini seçti.

Bu materyaller skandiyum elementiyle katkılandığında, protonlar harikulâde düşük güç bariyerleriyle taşınabiliyor. Araştırmada, skandiyum atomlarının oksijen atomlarıyla bağ kurarak, protonların ilerlemesini kolaylaştıran esnek ve geniş titreşimli bir yapı oluşturduğu tespit edildi.

Bu yapısal özellik, proton iletkenliğini düşük sıcaklıklarda da verimli hale getirerek, hücrelerin daha kolay, daha ucuz ve daha kompakt biçimde üretilmesine imkan tanıyor. Klasik SOFC sistemlerinde yüksek sıcaklık, hem kıymetli özel gereçler gerektiriyor hem de sistem ömrünü sınırlayan termal tansiyonlara yol açıyordu. Yeni hücre, bu meseleleri büyük ölçüde ortadan kaldırıyor.

300°C hala yüksek sayılabilecek bir sıcaklık olsa da mevcut teknolojilere nazaran dramatik bir düşüş manasına geliyor. Bu düzeye inmek, bilhassa konut tipi yahut taşınabilir sistemler üzere daha küçük ölçekli uygulamaların mümkün hale gelmesini sağlayabilir. Tıpkı vakitte daha az karmaşık soğutma ve yalıtım sistemleriyle entegrasyon da kolaylaşıyor.

Kyushu Üniversitesi’ndeki bu mühendislik başarısı, sırf laboratuvar seviyesinde bir ilerleme olarak kalmıyor; hidrojen iktisadının pratikte hayata geçmesini engelleyen temel sıkıntılara yönelik somut bir tahlil sunuyor.

Araştırma grubuna nazaran bu yapı, gelecekte daha da düşük sıcaklıkta çalışabilecek versiyonların temelini oluşturabilir. Bu da uzun vadede hidrojenin, elektrikli araçlardan endüstriyel güce kadar birçok alanda daha rekabetçi bir alternatif haline gelmesini sağlayabilir.