Atık Güneş Panellerinden Temiz Enerji Devrimi

Mekanokimyasal Reaksiyonla Enerji Kaybı Minimuma İndirildi

UNIST ekibi, hidrojen üretimi için 'mekanokimyasal NH₃–Si (MAS) reaksiyonu' adını verdikleri yenilikçi bir süreç geliştirdi. Bu yöntem, amonyağın (NH₃) düşük sıcaklıklarda silikonla tepkimeye girmesini sağlayarak enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarıyor. Geleneksel sistemlerde 500 °C ve üzeri sıcaklıklarda gerçekleşen bu tür reaksiyonlar, UNIST'in çalışmasında yalnızca mekanik enerji kullanımıyla 50 °C civarında tamamlanabiliyor. Süreç sonucunda ortaya çıkan hidrojen, ek bir saflaştırma gerektirmeden kullanılabilir hale geliyor. Bu da üretim sürecini hem ekonomik hem de çevresel açıdan sürdürülebilir kılıyor.

Araştırmanın bir diğer önemli sonucu, yan ürün olarak elde edilen silisyum nitrür (Si₃N₄) maddesinin yüksek performanslı bataryalarda kullanılabilmesi oldu. Böylece aynı işlemle hem hidrojen hem de batarya hammaddesi üretimi mümkün hale geldi.

Atık Paneller Yeniden Kaynak Haline Geliyor

UNIST araştırmasının en dikkat çekici yönü, geri dönüşüm ilkesini merkeze alan yaklaşımı oldu. Güneş panellerinin ortalama ömrü 20–25 yıl arasında değişiyor ve bu sürenin sonunda ciddi miktarda atık ortaya çıkıyor. Araştırmacılar, bu atıkları hammaddeye dönüştürerek çevresel yükü azaltmayı hedefliyor. Elde edilen silikon, hem hidrojen üretiminde hem de batarya teknolojisinde temel bileşen olarak kullanılabiliyor.

Laboratuvar ortamında yapılan deneylerde, sistemin saatte 102,5 mmol hidrojen üretebildiği ve yüksek verim sağladığı gözlemlendi. Ayrıca silisyum nitrür kullanılarak geliştirilen bataryalarda 391,5 mAh/g kapasite ve yüzde 99,9 verimlilik elde edildi. 1.000 çevrim sonunda dahi bu bataryaların performans kaybı minimum seviyede kaldı. Bu sonuç, teknolojinin yalnızca laboratuvar düzeyinde değil, sanayiye yönelik ölçeklerde de umut verici olduğunu ortaya koyuyor.

Ekonomik ve Çevresel Açıdan Çifte Kazanç

Araştırmanın ekonomik analizine göre, bu yeni yöntem hidrojen üretim maliyetini kilogram başına –7,14 ABD doları seviyesine kadar düşürebiliyor. Bu değer, mevcut hidrojen üretim tekniklerine göre son derece düşük bir maliyet anlamına geliyor. Üstelik bu süreçte kullanılan ana malzeme, halihazırda atık statüsündeki güneş panelleri olduğundan, hammadde giderleri de önemli ölçüde azalıyor.

Bu gelişme, hem çevre kirliliğini azaltma potansiyeli taşıyor hem de yeşil enerji ekonomisini güçlendirecek yeni bir yol sunuyor. Uzmanlar, söz konusu yöntemin özellikle Asya ve Avrupa'da artan panel atığı sorununa karşı önemli bir çözüm olabileceğini belirtiyor.

2050'ye Kadar 80 Milyon Ton Güneş Paneli Atığı Bekleniyor

Uluslararası Enerji Ajansı'nın verilerine göre, dünya genelinde 2050 yılına kadar yaklaşık 80 milyon ton fotovoltaik panel atığı oluşacak. Bu atıkların çevreye zarar vermeden yönetilmesi büyük bir sorun olarak görülürken, UNIST'in geliştirdiği teknoloji bu tabloyu değiştirebilir.

Araştırmacılar, atık panellerin geri dönüştürülerek enerji üretim döngüsüne yeniden kazandırılmasının 'döngüsel enerji ekonomisi' kavramını güçlendireceğini vurguluyor. Eğer bu süreç endüstriyel ölçekte uygulanabilir hale getirilirse, gelecekte kendi atıklarından enerji üretebilen tamamen kapalı sistemli yenilenebilir enerji tesisleri mümkün olabilir.

Temiz Enerjide Yeni Bir Dönem Başlıyor

UNIST'in geliştirdiği düşük maliyetli ve çevreci yöntem, temiz enerji üretiminde yeni bir dönemin kapılarını aralıyor. Güneş panelleri artık yalnızca elektrik üretmekle kalmayacak; ömürlerini tamamladıklarında bile hidrojen ve batarya üretimi için değerli bir kaynak haline gelecek. Uzmanlar, bu yenilikçi yaklaşımın dünya genelinde yeşil enerji dönüşümünü hızlandırabileceğini ve geleceğin enerji teknolojilerine yön verebileceğini belirtiyor.

Kaynak: Zeki Ersin Yıldırım