Stanford Keşfi, Etanol Üretmek için Daha Yenilebilir Bir Yaklaşıma Öncülük Edebilir
Stanford araştırmacıları Thomas Jaramillo, Kimya Mühendisi ve Foton bilimi Profesörü; ayrıca SLAC’ la ortak çalışan Christopher Hahn, son zamanlarda yakıt katkı maddesi olarak üretilen etanol için yenilenebilir bir yöntem geliştirmiştir. Bu yöntem basitçe suyu, karbondioksiti ve bakır katalizör yardımıyla elektriği iletmektedir.
Amerika Birleşik Devletleri, bilim adamlarının etanol üretiminde ortak yöntemleri, fermante edilmiş mısır ve diğer bitkileri üretmek için açık arazi alanlarını kullanıyor. Mevcut tarım işçileri ABD’de sürücüler tarafından tüketilen 14 milyon galon etanol üretmek için milyonlarca dönümlük tarım arazisi kullanmaktadır.
Stanford araştırmacıları, su ve karbon dioksiti etanol üretiminde kullanmak üzere modifiye edilmiş bakır katalizörlerinden faydalanarak yakıt katkı maddesi olan etanolü tasarlamıştır. Bu gelişme, bilim adamlarını ikna etti ve bu alternatif çözümü ürün seçiciliğinde ve enerji verimliliğinde gelecekte daha uygun hale getirmek için iyileştirilecektir.
Daha sürdürülebilir bir etanol için katalizör üretimi geliştirme çabasında olan araştırmacılar bu konuda “ Biz Bakır yüzeylerinin oksijenat veya hidrakorban oluşumu gibi durumlarda Bakırın çevreyle nasıl etkileşime girdiğini göstermek ve daha değerli CO2 redüksiyon ürünlerine yönelik seçicilik ve enerji verimliliğini nasıl geliştireceğimize dair bilgiler vermekteyiz.” demişlerdir.
Thomas Jaramillo Stanford da kimya mühendisi profesörü ve SLAC ulusal hızlandırıcı laboratuvarında foton bilimi profesörüdür. Bu çalışmanın baş araştırma görevlisi olarak Jaramillo, temel hedeflerinden birinin tarımsal pazara uluslararası kapsamda zarar vermeyen yenilenebilir bir etanol üretmek olduğunu belirtti.
Thomas Jaramillo Stanford tarafından yayınlanan haber metninde. “Bakır; oda sıcaklığında Etanol üretebilen birkaç katalizörden biridir “ demiştir. “Sadece elektrik, su ve karbondioksit besle, etanol yap. Tek Problem ise Metan ve karbon monoksit gibi daha düşük değerli ürünler de dahil olmak üzere, aynı anda 15 değişik bileşik de üretiliyor. Bu ürünleri ayırmakda daha fazla enerji harcanmasına ve pahalı bir proses anlamına geliyor.
Bilim insanları, mümkün olduğunca az atık ile karbondioksidi daha yoğun kimyasallara (propanol gibi) doğrudan dönüştüren bakır katalizörleri yaratmayı umuyorlar. Birkaç yan ürünü ile yenilikçi bir kaynak oluşturmak için, katalizörlerin karbondioksiti suya nasıl dönüştürdüklerini tam anlamıyla anlamaları gerekir.
Stanford Bilim insanları Uluslararası Akademi Bilimleri(PNAS) konferansında kullanılan üç farklı kristalize bakır üzerine çalışmalara değinmiştir: Bakır(100), Bakır(111) ve Bakır(751) yüzey üzerindeki tek kristallerin davranışını tanımlar.
“Bakır (100), (111) ve (751) neredeyse tıpatıp birbirine benzemesine rağmen atomların yüzey üzerinde dağılımlarında önemli farklar var ” demiştir Christopher Hahn. Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi’ndeki bir yardımcı personel bilim adamı ve Stanford haber muhabiri Mark Shwartz’a eş başkanlık etmiştir.
Araştırmacılar bakır elektrotlarını tek taneli kristallerle üretmişlerdi ancak bu çalışma için, Hahn ve onun SLAC daki iş arkadaşları Silisyum ve safir üzerine tek taneli kristal benzeri bakır yetiştirmek için yeni bir yol keşfetti. Bu yenilik tipik tek kristallerden 600 kat daha büyük, 6 santimetrelik bir yüzeye sahip her bir bakır filmle sonuçlanmıştır.
Bakır (100), (111) ve (751), Birleşik Devletler’deki otomobiller ve kamyonlar için yenilenebilir bir etanolün dönüşümü için idealist bir örnek olduğu kanıtlandı.
Stanford haber gazetesinde Jaramillo, “Karbon dioksiti ham madde olarak alıp yenilenebilir elektrik veya güneş ışığı kullanarak daha değerli ürünler haline getirerek oyun kurallarını değiştirecek bir potansiyelde daha iyi katalizörler meydana getirir.” dedi. “Yüzeydeki kimyayı daha iyi anlamak için nikel ve diğer metaller üzerinde bu yöntemi kullanmayı planlıyoruz. Bu çalışmanın bulmacanın önemli bir parçası olduğunu ve toplum için tamamen yeni bir araştırma yelpazesi açacağını düşünüyoruz “dedi.
Günlük ulaşım için ve yenilenebilir bir kaynak olmadan yakıta ihtiyaç duyuyoruz ve yakın gelecekte çevremizi daha fazla reprodüksiyona karşı koruyamayacağız.
Elektrokatalitik teknoloji, yakıtların ve kimyasalların üretilmesi için sürdürülebilir yollar sağlayarak iklim değişikliğini etkileme potansiyeline sahiptir. Bu yenilenebilir kaynakları (elektrik gibi) kullanarak verimli bir şekilde etanol üretebiliyorlarsa, insanlık uzun bir gelecek belirleyecektir.
Kaynak : stanforddaily.com
