Hindistan Bilim Enstitüsü’ndeki (IISc) araştırmacılar, yenilikçi çinko-hava pili ile enerji, yeşil kimya ve çevre iyileştirme alanındaki sorunları tek seferde çözerek bir taşla üç kuş vurmayı başardı. Araştırmacıların geliştirdiği çinko-hava pilinin aynı zamanda düşük maliyetli ve çevre dostu bir şekilde hidrojen peroksit ürettiği ve bunun herkes için kazan-kazan durumu oluşturduğu basın bülteninde belirtildi.
Çinko hava pili atık su dönüşümü ile daha çevreci oluyor
Odak, enerji talebimizi karşılamak için daha yeşil çözümler geliştirmeye kaydıkça, bu enerjiyi depolayabilen enerji depolama seçeneklerine olan talepte de bir artış oldu. Lityum iyon piller (LIB’ler) öncelikle bu değişimin ön saflarında yer aldı. Ancak, yüksek ön maliyetleri ve büyük miktarda enerji depolamadaki sınırlamaları, bunları büyük ölçekli uygulamalar için uygunsuz hale getiriyor.
Araştırmacılar LIB’lere alternatifler üzerinde çalışıyorlar ve ana bileşenlere çok daha kolay erişilebildiği için çinko-hava teknolojisinde bir alternatif buldular. Bu yaklaşımda, kolayca bulunabilen çinko metali anot, ortam havası ise katottur. Pil boşaldığında, depolanan enerjisini serbest bıraktığında, ortam havasından gelen oksijen katotta indirgenir ve su (H2O) veya hidrojen peroksit (H2O2) oluşuyor.
IISc Katı Hal ve Yapısal Kimya Birimi’nde (SSCU) profesör olan Bhattacharyya liderliğindeki bir araştırma ekibi, bir çinko-hava pilini, katotta yalnızca hidrojen peroksit üretmesini ve su üretmemesini sağlamak için yeniden tasarladı. Bhattacharyya bir basın bülteninde: “Buradaki strateji oksijen indirgeme reaksiyonunun kapsamını kontrol etmektir. Eğer bir düzeyde kontrol etmezseniz, sadece gidip su oluşturacaktır” dedi.
Ekip bunu karbon bazlı metalsiz bir katalizör kullanarak başardı. Diğer katalizörlerin aksine, bu katalizör daha az maliyetlidir. Ancak, oksijen fonksiyonel grupları gibi bazı kimyasal modifikasyonlar, reaksiyonu H2O2 oluşumuna yönlendirmek için kullanılmalıdır. Geleneksel hidrojen peroksit sentezi, değerli metal katalizörleri ve yüksek enerji girişi gerektiren pahalı bir işlemdir. Normal bir pile geçmek, işlemi maliyet açısından da etkili hale getirir.