Suyu Enerjiye Dönüştüren Güneş Gözesi

Güneş’ten Dünya’ya ulaşan ışık, çok büyük bir enerji kaynağı. Güneş enerjisi dünyanın enerji sorununa çare olabilir. Ancak güneş enerjisinin verimli bir şekilde günlük enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılmasının önünde iki engel var. Birincisi, elde edilen enerjinin gerektiğinde kullanılana kadar nasıl depolanacağı. İkincisi ise uzun süre güneş ışığına maruz kalan bölgelerdeki nüfus yoğunluğu genellikle düşük olduğu için enerjinin bir yerden diğerine nasıl aktarılacağı. Bu sorunların, güneş enerjisinin suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırmak için kullanılmasıyla çözülebileceği düşünülüyor. Elde edilecek hidrojen gazı, hem yakıt olarak kullanılabilir hem de bir yerden diğerine kolayca taşınabilir.

Güneş enerjisinin hidrojen gazındaki kimyasal bağlarda depolanabilmesi için iki şey gerekli: suyun parçalanmasını kolaylaştıracak bir katalizör (kendisi tepkimede harcanmadan tepkimenin hızını artıran bir madde) ve parçalanma tepkimesi için gerekli enerjiyi sağlayacak bir enerji kaynağı. Geleneksel güneş gözelerinde kullanılan silikon, hem güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürme açısından verimli değil hem de silikonlu güneş gözelerinin üretim maliyeti yüksek. 2009 yılından beri kullanılan perovskitli güneş gözeleri ise hem daha verimli hem de daha ucuz. Ancak perovskitli güneş gözelerinin kullanım ömrü hâlâ çok kısa. Bu güneş gözeleri sadece birkaç saat içinde işlevlerini kaybediyor.

İsveç Federal Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan Michael Grätzel ve arkadaşlarının geliştirdiği cihazda suyu bileşenlerine ayrıştırmak için perovskitli güneş gözelerinden yararlanılıyor. Kullanılan gözeler, güneş enerjisini %17,3 verimle elektrik enerjisine dönüştürebiliyor ve 1 Volt’un üzerinde voltaj üretebiliyor. Böylece sadece iki göze kullanarak suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırmak mümkün oluyor. Araştırmacıların cihazda kullandığı katalizör ise Hongjie Dai önderliğinde Stanford Üniversitesi’nde yapılan araştırmalar sırasında geliştirilmiş.