Karbondioksitin Dönüştürülmesi için Elemental Bor Etkili Bir Fototermal Katalizör
“Kendi kendini ısıtan” bor katalizörü, karbondioksiti (CO2) azaltmak için güneş ışığının verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar, hidrojen jeneratör ve katalizör olarak görev yapar. Araştırmacılar, “Angewandte Chemie” Dergisi’nde su dışında katkı gerektirmeyen fototermokatalitik reaksiyonu tanıttılar. Bu yeni yöntem, sera gazı karbondioksiti karbon kaynağına dönüştürerek, yakıtların ve kimyasal ürünlerin üretimi için daha verimli bir sürecin temelini oluşturabilir.
Karbondioksiti işe yarar bir şekilde üretmek için en ideal yöntem, güneş ışığını tek enerji kaynağı olarak kullanan bir fotokatalizörün indirgenmesi olarak düşünülüyor (fotosentezin ilk basamağına karşılık gelen bir süreç). Yıllardır yapılan araştırmalara rağmen, karbondioksiti dönüştürme işlemleri hala çok verimsiz. ” Bunun nedeni çoğunlukla güneş ışığının verimsiz kullanılması, karbondioksit aktivasyonu için yüksek enerji bariyeri, çoklu elektron ve proton transferlerindeki yavaş hızdır” olarak Jinhue Ye açıklama yaptı.
Malzeme Bilimi Ulusal Enstitüsü’nden Tsukuba, Ibaraki, Hakkaido Üniversitesi’nden Sapporo (Japonya); Tianjin Üniversitesi ve Nanjing Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimi Bölümü’nden Ye (Çin), ekibi birlikte çalışarak şimdi, güneş ışığı tarafından sağlanan hem ışık hem de termal enerjiyi kullanan bir yöntemi inceliyor. Güneş ışınları yüzeye değdiğinde yüzey ısınır. Araştırmacılar, sıradan bir fototermik etki kullanarak katalitik sistemlerin verimliliğini arttırmak istiyorlar. Seçilen toz halindeki elemental bor malzeme, güneş ışığını çok güçlü absorplar ve fototermik olarak verimli bir şekilde dönüştürür, bu elemental bor kendini de çok fazla ısıtır. Ekip, karbondioksiti su ve ışın varlığında indirgeyerek karbon monoksit ve metan oluşumunu sağladı, bunun için ek bir reaktif ve katalizör kullanılmadı.
Işın kullanılmasının sebebi bor parçacıklarının 378°C’a kadar ısınmasını sağlamaktır. Bu sıcaklıkta su ile tepkimeye girerek, hidrojen ve bor oksite dönüşür. Bor oksitler, karbondioksit molekülleri için “tuzak” gibidir. Hidrojen iyi bir reaktiftir ve ışınla aktive olan bor katalizörü varlığında gerekli proton (H+) ve elektronları sağlayarak karbondioksitin etkisini azaltır.
“Başarımızın sırrı, bor tozunun, hepsini tek katalizör haline getiren, olumlu özellikleridir: hafif biçerdöver, fototermik dönüştürücü, hidrojen kaynağı ve katalizör olması” dedi Ye. “Çalışmamız, fototermokatalitik yöntem ile karbondioksit dönüştürülmesinde son derece umut verici yüksek potansiyele sahip ve potansiyel olarak diğer güneş enerjisi sürümlü reaksiyon sistemlerinin gelişmesi için yeni kapılar açmaktadır.”
Kaynak : phys.org
