İngiltere Kimya Araştırmacıları, Fotosentez Z Düzenini Taklit Eden Katalizör Geliştiriyorlar
Kentucky Üniversitesi’nden bir kimyager ekibi ve Arjantin’teki Mar del Plata Fizik Araştırmaları Enstitüsü, fotosentez mekanizmasındaki temel adımları tetikleyerek karbondioksiti azaltmak için yeni teknoloji geliştirme potansiyeline sahip bir yöntem sundular.
İngiltere Sanat ve Bilim Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Marcelo Guzman liderliğinde ve Guzman’la birlikte çalışan doktora öğrencisi Ruixin Zhou, araştırmalarında sentetik nano malzeme kullandılar ki bu malzeme katalizördeki bakır (I) iyonunun kaybını önleyen yükseltgeyici Titanyum dioksit kaplamasıyla bakır oksidin (Cu2O) yüksek indirgeyici gücünü birbiriyle kombine etmektedir. Cu2O / TiO2‘den üretilen katalizör, atmosferik sera gazı karbondioksiti (CO2) azaltmak için eş zamanlı olarak elektron transfer etme özelliğine sahiptir ve aynı zamanda suyun molekülünü (H2O) parçalamaktadır. Elektron transferi için bu katalizörün eşsiz özelliği fotosentezden “Z-şeması” mekanizmasını taklit eder.
Uygulamalı Kataliz B: Çevresel belgede yayınlanan araştırmacılar, katalizörün güneş ışığına maruz kalması durumunda elektronların, fotosistemler 1 ve 2’nin doğada çalışması biçimine benzeyen bir süreçte CO2‘ye aktarıldığını gösterdi.
Zhou, “Güneş ışığı ile doğrudan Z şeması mekanizması yoluyla CO2‘yi azaltmak için kombine edilebilecek malzemelerin geliştirilmesi önemli bir problemdir” dedi. “Ancak, sürecin gerçekten işe yaradığını göstermek daha da zor. Bu bilimsel bakış açısından, araştırma karbon izolasyonu için ileri özellik teknolojisini geliştirmeye katkıda bulunuyor” dedi.
Bu, birçok bilim adamının uzun zamandır takip ettiği bir görevdir ancak zorluk, katalizörün her iki bileşeninin de Z düzen mekanizmasının elektronik özelliklerini etkinleştirmek için etkileşime girdiğini kanıtlamaktır. Çeşitli malzemeler kullanılabilir olmasına rağmen, bu araştırmanın temel amacı, katalizörün, renyum ve iridyum gibi kıt ve çok pahalı elementlerden oluşmadığı ve güneş ışığı enerjisiyle reaksiyonları Dünya yüzeyine ulaştıracağı yönünde değildir. Katalizör, kırmızı Cu2O’nun oktahedral parçacıklarına beyaz koruyucu bir kaplama yapmak için korozyona dirençli TiO2 kullandı.
Ekip, katalizörün çift şarjlı bir aktarım mekanizması yerine Z şeması ile çalıştığı hipotezini test etmek için bir dizi deney tasarladı. CO2 redüksiyonundan ölçülen karbon monoksit (CO) üretimi, H2O oksidasyonundan ara oksijen (O2) formuna kadar hidroksil radikalinin (HO*) tanımlanması ve katalizörün ve elektronik ve optik özellikleri ile önerilen Z şeması faaliyete geçti.
Araştırmanın bir sonraki hedefi, bir dizi farklı katalizörü araştırarak yaklaşımı iyileştirmek ve CO2’yi metan gibi kimyasal yakıtlara dönüştürmek için en etkili olanı belirlemektir. Bu sayede, temiz ve uygun fiyatlı alternatif enerji kaynakları sağlanacak ve fosil yakıtların sürekli tüketilmesi ve artan sera gazı seviyeleri için yeni teknoloji oluşturulmuş olacaktır.
Kaynak : eurekalert.org
