İsviçre’deki EPFL ve Japonya’daki Kyoto Üniversitesi’nden araştırmacılar, iki kolay kimyasalın karıştırılmasıyla oluşturulan kararlı, hidrojen açısından güçlü bir sıvı olan birinci hidrit bazlı derin ötektik çözücüyü geliştirdiler. Bu çığır açan buluş, oda sıcaklığında hidrojenin daha kolay, inançlı ve verimli bir formda depolanmasını mümkün kılabilir. Hidrojen, geleceğin pak yakıtı olarak görülüyor fakat laboratuvar ortamından günlük yaşama taşınması pek kolay değil. Hidrojen açısından varlıklı birçok unsur ya oda sıcaklığında katı formda bulunuyor ya da fakat yüksek basınç yahut çok düşük sıcaklık (−253°C) üzere kuvvetli şartlarda sıvı hale gelebiliyor.
Örneğin, hidrojen bakımından varlıklı bir katı olan amonyak boran üzere hususlar, lakin ısıtıldığında hidrojen salınımı yapabiliyor ve bu süreçte istenmeyen yan eserler oluşabiliyor.
Bu nedenle, oda sıcaklığında kararlılığını koruyan hidrojen açısından varlıklı bir sıvı üretmek, hidrojenin taşınması ve depolanmasını çok daha pratik hale getirebilir. Araştırmacılar bu maksat doğrultusunda mevcut depolama gereçlerinin kimyasal yapısını değiştirmek yahut hidrojen salınımını kolaylaştıracak hususlar eklemek üzere yollar üzerinde çalışıyordu.
Bu alandaki umut verici yaklaşımlardan biri de derin ötektik çözücülerdir (DES). DES’ler, bileşenlerinin tek başına sahip olduğu erime noktalarından çok daha düşük sıcaklıklarda eriyebilen karışımlardır. Bu özellik, katı haldeki hidrojen taşıyıcılarının daha kolay kullanılabilir sıvılara dönüştürülmesini sağlar. Lakin bugüne dek hiçbir DES, hidrojen açısından güçlü olan hidrür bileşenlerini içermiyordu.
EPFL’den Profesör Andreas Züttel ve Kyoto Üniversitesi’nden Profesör Satoshi Horike’nin araştırma takımları, bu eksikliği gidererek birinci hidrür bazlı DES’i geliştirdi. Bu yeni sıvı, oda sıcaklığında kararlılığını koruyan, şeffaf ve hidrojen açısından varlıklı bir formülasyona sahip. Ağırlıkça %6,9’a kadar hidrojen içeren bu DES, ABD Güç Bakanlığı’nın 2025 amacı de dahil olmak üzere birçok teknik kriteri karşılıyor.
Araştırmacılar, amonyak boran ve tetrabütilamonyum borohidriti çeşitli oranlarda fizikî olarak karıştırarak hangi kombinasyonların sıvı formda kalabildiğini test etti. %50 ila %80 oranında amonyak boran içeren karışımın oda sıcaklığında amorf yani kristalleşmeyen ve kararlı bir sıvı oluşturduğunu gözlemlediler.
Araştırmacılar, spektroskopi kullanarak moleküllerin güçlü hidrojen bağları oluşturduğunu, alışıldık katı yapılarını bozduğunu ve karışımın -50°C’ye kadar sıvı halde kaldığını doğruladılar.
Yapılan deneylerde, bu sıvının sırf 60°C’ye kadar ısıtıldığında hidrojen saldığı görüldü. Bu sıcaklık, birçok hidrojen taşıyan katı unsura kıyasla epeyce düşük. Bu da hidrojenin daha az güçle, daha kolay elde edilmesini ve pratik kullanımını mümkün kılıyor.
Karışımın yalnızca amonyak boran bileşeni ayrışıyor ve hidrojen salıyor. Bu da öteki bileşen olan tetrabütilamonyum borohidritin geri kazanılabileceğini gösteriyor. Üstelik karışım, kuru tutulduğu sürece haftalar boyunca kararlılığını sürdürebiliyor ve yoğunluğunun misal sıvılar ortasında en düşüklerinden olduğu belirtiliyor.
Yeni geliştirilen bu DES, yüksek basınçlı tanklara ya da çok soğutulmuş sıvı sistemlere gerek kalmadan, oda sıcaklığında inançlı ve kolay taşınabilir hidrojen taşıyıcıları sunarak hidrojenin depolanması ve taşınması konusunda çığır açabilir.
Hidrojen depolamanın ötesinde, bu sonuçların kimyasal üretim yahut yeşil güç üzere öteki kullanımlar için yeni özel sıvıların geliştirilmesine de yol açabileceği vurgulanıyor.
