Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

Hidrojenle Çalışan Arabaların Geliştirilmesine ve Verimliliğine Yardımcı Olmak İçin Yeni Araç Oluşturuldu

14.06.2021
59
Hidrojenle Çalışan Arabaların Geliştirilmesine ve Verimliliğine Yardımcı Olmak İçin Yeni Araç Oluşturuldu

Hidrojenle çalışan araçların geleneksel elektrikli araçlara göre yaygın olarak benimsenmesi, hidrojen ve oksijeni güvenli bir şekilde suya dönüştürebilen yakıt hücrelerini gerektiriyor ki bu ciddi bir uygulama sorunudur.

Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, dönüşüm sürecini daha iyi anlamak ve yönetmek için gereken yeni hesaplama araçları ve modelleri geliştirerek bu barikatın bir yönünü ele alıyorlar. Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü’nde doçent olan Hendrik Heinz, California Los Angeles Üniversitesi ile ortaklaşa çabalara öncülük ediyor. Ekibi yakın zamanda konuyla ilgili yeni bulgular yayınladı.

Yakıt hücreli elektrikli araçlar, çalışması için gereken elektriği üretmek için bir tanktaki hidrojeni havadan alınan oksijenle birleştirir. Şarj etmek için fişe takılmaları gerekmez ve yan ürün olarak su buharı üretme avantajına sahiptirler. Bunlar ve diğer faktörler, onları yeşil ve yenilenebilir enerji taşımacılığı alanlarında ilgi çekici bir seçenek haline getirdi.

Heinz, araçları uygulanabilir hale getirmenin temel amacının, güvenli seyahat için gerekli kontrollü koşullar altında hidrojeni oksijenle “yakabilen” yakıt hücresinde etkili bir katalizör bulmak olduğunu söyledi. Aynı zamanda, araştırmacılar bunu oda sıcaklığında, asidik çözeltide yüksek verimlilik ve uzun ömür ile yapabilen bir katalizör arıyorlar. Platin metal yaygın olarak kullanılır, ancak ölçek büyütme veya farklı koşullar için kullanılacak reaksiyonları ve en iyi malzemeleri tahmin etmek bugüne kadar zor olmuştur.

Atomik Ölçekli Yüzey Platin Elektrot

Elektrolit ile temas halinde olan platin elektrotun atomik ölçekli yüzey özelliklerinin mühendisliği, moleküler oksijenin çekilmesine ve suya daha hızlı dönüşüme yardımcı olur. Güçlü bir şekilde bağlı bir oksijen molekülü, platin nanoplaka yüzeyindeki reaksiyondan önce mavi renkle vurgulanır. Kredi: Heinz ve diğerleri, 202

Heinz, “On yıllardır araştırmacılar, nanolevhalar, nanoteller ve diğer birçok nanoyapı kullanılarak muazzam ilerleme kaydedilmiş olsa da, bu çalışma için gereken karmaşık süreçleri tahmin etmek için mücadele ettiler.” Dedi. “Bunu ele almak için, mevcut kuantum yöntemlerinin doğruluğunu 10 kattan fazla aşan metal nanoyapılar ve oksijen, su ve metal etkileşimleri için modeller geliştirdik. Modeller ayrıca solvent ve dinamiklerin dahil edilmesini sağlar ve yüzeye oksijen erişilebilirliği ile oksijen indirgeme reaksiyonundaki katalitik aktivite arasındaki nicel korelasyonları ortaya çıkarır.

Heinz, ekibinin geliştirdiği nicel simülasyonların, platin yüzeyinde moleküler su katmanları tarafından farklı engellerle karşılaştıklarında oksijen molekülleri arasındaki etkileşimi gösterdiğini söyledi. Bu etkileşimler, yavaş veya hızlı bir takip reaksiyonu arasındaki farkı yaratır ve sürecin verimli çalışması için kontrol edilmesi gerekir. Bu reaksiyonlar oldukça hızlı gerçekleşir – suya dönüşümün tamamlanması yaklaşık bir milisaniyede tamamlanır – ve küçük bir katalizör yüzeyinde gerçekleşir. Tüm bu değişkenler, ekibinin tahmine dayalı yollarla modellemenin bir yolunu bulduğu karmaşık, karmaşık bir “dans”ta bir araya geliyor.

Heinz, makalede açıklanan hesaplamalı ve yoğun verili yöntemlerin, yakıt hücrelerinin maliyet-fayda oranını daha da optimize etmek için olası yüzey modifikasyonlarının yanı sıra katalitik verimliliği en üst düzeye çıkaracak tasarımcı-nano yapılar oluşturmak için kullanılabileceğini ekledi. İşbirlikçileri, bu yönün ticari anlamını araştırıyor ve daha geniş bir potansiyel alaşım yelpazesini incelemeye yardımcı olmak için araçları kullanıyor ve oyundaki mekanik hakkında daha fazla bilgi ediniyor.

“Makalede açıklanan araçlar, özellikle büyüklük sırasına göre daha güvenilir moleküler dinamik simülasyonları için arayüz kuvvet alanı, benzer çığır açan ve pratik olarak faydalı ilerlemeler için diğer katalizör ve elektrokatalizör arayüzlerine de uygulanabilir” dedi.

Referans: Shiyi Wang, Enbo Zhu, Yu Huang ve Hendrik Heinz, 9 Haziran 2021, “Platin-elektrolit arayüzlerinde oksijen adsorpsiyonunun oksijen indirgeme reaksiyonundaki aktivite ile doğrudan korelasyonu”, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126 / sciadv.abb1435

Bu çalışma Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi. Diğer ortaklar arasında Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki Argonne Liderlik Hesaplama Tesisi ve Araştırma Hesaplama bulunmaktadır.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.