Dünya, "Net Sıfır" hedeflerine ulaşmak için yeşil hidrojene muhtaç. Sadece su ve elektrik kullanılarak üretilen bu yakıt, tam anlamıyla çevre dostu. Ancak suyun elektrolizi (suyun elektrikle hidrojen ve oksijene ayrıştırılması) işleminde kullanılan Platin ve İridyum gibi katalizörler o kadar pahalı ki, teknolojinin yaygınlaşmasını engelliyor. Araştırmacılar ve endüstri liderleri artık gözünü daha ucuz, daha dayanıklı ve yüksek performanslı bir alternatife çevirdi: Nikel Köpük.
Nikel köpük, adından da anlaşılacağı gibi süngerimsi, gözenekli bir yapıya sahip saf nikel metalidir. Gözle baktığınızda metalik bir süngeri andırır. Ancak mikroskop altında incelendiğinde, %75 ile %95 arasında değişen inanılmaz bir boşluk oranına (porozite) sahip, üç boyutlu (3D) bir ağ yapısı görülür.
Bu yapı onu sıradan bir metal plaka olmaktan çıkarıp, kimyasal reaksiyonlar için mükemmel bir sahneye dönüştürür.
Elektroliz işleminde verimlilik her şeydir. Nikel köpüğün tercih edilmesinin 4 temel nedeni vardır:
Kimyasal reaksiyonlar yüzeyde gerçekleşir. Düz bir nikel levha yerine nikel köpük kullandığınızda, reaksiyonun gerçekleşebileceği yüzey alanını 50-100 kat artırmış olursunuz. Bu, aynı boyuttaki bir elektrolizörden çok daha fazla hidrojen gazı elde etmek demektir.
Elektroliz sırasında elektrotların üzerinde Hidrojen (H2) ve Oksijen (O2) kabarcıkları oluşur. Eğer bu kabarcıklar yüzeye yapışıp kalırsa, elektriğin suya temasını engeller ve verimi düşürür. Nikel köpüğün 3 boyutlu gözenekli yapısı, bu gaz kabarcıklarının hızla yüzeyden uzaklaşmasını ve sıvının sürekli sirkülasyonunu sağlar.
Nikel, elektriği mükemmel ileten bir metaldir. Ayrıca Alkali (Alkaline) su elektrolizi ortamında korozyona (paslanmaya) karşı son derece dirençlidir. Bu da bakım gerektirmeden uzun yıllar çalışabilen sistemler anlamına gelir.
Platin ve İridyum gibi soy metallerin gramı servet değerindeyken, nikel dünyada bol bulunan ve nispeten ucuz bir metaldir. Nikel köpük kullanımı, elektrolizör (stack) maliyetlerini ciddi oranda düşürerek yeşil hidrojeni fosil yakıtlarla rekabet edebilir hale getirir.
Nikel köpük özellikle iki tür elektroliz teknolojisinde standart hale gelmektedir:
Alkali Su Elektrolizi (AWE): En yaygın ve olgun teknolojidir. Burada nikel köpük hem elektrot (anot ve katot) hem de akım toplayıcı olarak kullanılır.
Anyon Değişim Membranı (AEM): Yeni nesil bir teknolojidir. AEM elektrolizörler, pahalı metaller yerine nikel bazlı katalizörlerin kullanılmasına olanak tanır ve nikel köpük burada ana taşıyıcı malzemedir.
Nikel köpük sadece tek başına kullanılmaz; aynı zamanda daha gelişmiş katalizörler için bir alt katman (substrat) görevi görür. Mühendisler, nikel köpüğün üzerine Demir (Fe), Molibden (Mo) veya Kobalt (Co) gibi elementleri kaplayarak "Nikel-Demir" veya "Nikel-Molibden" alaşımları oluştururlar. Bu hibrit yapılar, hidrojeni ayrıştırma performansını laboratuvar ortamında rekor seviyelere taşımaktadır.
Yeşil hidrojen ekonomisinin kilidi, üretim maliyetlerini düşürmektir. Nikel köpük, yüksek yüzey alanı, düşük maliyeti ve üstün gaz tahliye yeteneği ile bu kilidi açan anahtar rolündedir. Enerji şirketleri ve elektrolizör üreticileri için nikel köpük tabanlı elektrotlar, sürdürülebilir bir geleceğe giden en verimli yoldur.
