Hidrojen, dünyanın en önemli sanayi süreçlerinden bazılarının merkezinde yer alıyor, ancak üretimi hala ağır bir çevresel maliyetle geliyor. Bugün, çoğu hidrojen, buhar metan reformasyonu ve kömür gazlaştırması gibi yüksek emisyonlu süreçlerle üretiliyor.
Ancak hidrojen, su moleküllerini yenilenebilir elektrik kullanarak parçalayarak da üretilebilir; bu, fosil yakıt emisyonlarını ve diğer toksik yan ürünleri ortadan kaldırır. Böyle “yeşil hidrojen”, suyun bir elektrolizörde elektrik akımı ile geçirilmesiyle üretilir.
Yeşil hidrojen, yalnızca karbonsuzlaşma ile ölçeklenemez. Ayrıca geleneksel üretim yöntemleriyle maliyet rekabeti yapması gerekir.
1s1 Energy, nihayet yeşil hidrojenin ana akıma geçmesi için teknolojiye sahip olduğunu düşünüyor. Şirket, bor bazlı membran malzemesinin elektrolizörlerde daha önce ulaşılamayan performans ve dayanıklılığı sağladığını söylüyor.
1s1, ortaklarıyla yaptığı testlerde, kendi membranlarına sahip elektrolizörlerin, mevcut cihazlara kıyasla her kilogram hidrojen üretmek için yalnızca %70 enerjiye ihtiyaç duyduğunu belirtiyor.
“Yeşil hidrojen, şimdiye kadar başarılı olmak için zor bir sektör oldu,” diyor 1s1'in kurucu ortağı Dan Sobek ’88, SM ’92, PhD ’97. “Bizimle fark, çok hedeflenmiş müşteri keşfi yaptık. Sadece karbonsuzlaşma ile ilgili olmayan çok güçlü bir değer önerimiz var. Teknolojimizle işletme maliyetlerinde yaklaşık %60 azalma gören potansiyel müşterilerden oluşan bir hattımız var. Bu güzel bir giriş noktası.”
1s1 şu anda hidrojen üretimine odaklanmış olsa da, teknolojisi yakıt hücrelerinde ve katı hal pillerinde de kullanılabilir ve madencilik atıklarından kritik metallerin çıkarılmasında da kullanılabilir. Şirket, bu uygulamalardan bazıları için denemelere başlıyor ve hidrojen üretimi için membranlarının üretimini ölçeklendirmek üzere büyük bir malzeme şirketiyle çalışıyor.
“Şirket için bir dönüm noktasındayız,” diyor Sobek. “Plan, 2030 yılına kadar birkaç segmentte sağlam bir iş kurmak: elektrolizörler, mineral çıkarımı ve birkaç büyük şirketle işbirlikleri. Ama şu anda dikkatli ve odaklanmış olmalıyız.”
Elektrolizörleri iyileştirmek
Sobek, Arjantin'de doğup büyüdü, ancak üç derece ve on yılı aşkın bir süre boyunca MIT'de de büyüdü. İlk olarak MIT'de havacılık ve uzay mühendisliği okudu, ardından lisansüstü öğrencisi olarak makine mühendisliğine geçti, daha sonra Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü'ne geçti ve burada doktora danışmanları ve MIT profesörleri Martha Gray ve Stephen Senturia'nın altında çalıştı. Tezi, büyük sayıda biyolojik hücrenin optik özelliklerini hızlı bir şekilde ölçme tekniğine odaklandı.
“Mikro üretim ve malzeme kimyası konusundaki birçok öğrenimim 1s1 için gerçekten ilgili oldu,” diyor Sobek. “Benim için çok önemli olan bir ders, Profesör Amar Bose tarafından veriliyordu. Onun için birkaç dönem öğretim asistanlığı yaptım ve bu, düşüncelerim üzerinde inanılmaz bir etki yarattı.”
Mezuniyetin ardından, Sobek mikroelektronik ve mikroakışkanlık alanında çalıştıktan sonra 2004 yılında kendi şirketi Zymera'yı kurdu. Şirket, kanser ve diğer ciddi hastalıkları tespit etmek için derin doku görüntüleme teknolojisi geliştirdi.
2013 civarında, Sobek, Zymera'nın kurucu ortağı Sukanta Bhattacharyya ile elektrolizi daha verimli hale getirmek üzerine konuşmaya başladı ve “proton değişim membranı” elektrolizörlerine odaklandı. Bu tür elektrolizörler, suyu hidrojen ve oksijen iyonlarına ayırmak için büyük miktarda elektrik kullanır. Merkezlerinde, verimliliği voltaj direnci nedeniyle kaybedebilen bir membran bulunur.
Verimlilik zorluğunun yanı sıra, elektrik birçok bölgede fosil yakıtlardan daha pahalıdır. Geleneksel hidrojen üretiminin mevcut altyapı avantajı da vardır, bu da yeşil hidrojen üretiminin ölçeklenmesini daha da zorlaştırır.
Sobek ve Bhattacharyya, bu tür elektrolizörlerin en önemli kısmının, elektrolizörün elektrokimyasal hücresinde hidrojen iyonlarını anotdan katoda taşıyan proton iletken membran olduğunu biliyordu.
“Sukanta'ya o elemanın verimliliğini ve dayanıklılığ
