Atık Sigara İzmaritleri Yüksek Performanslı Hidrojen Depolama Malzemesi Olabilir mi?

Atık sigara izmaritleri, büyük bir atık bertarafı ve çevre kirliliği tehlikesi oluşturmaktadır. Fakat, Nottingham Üniversitesi’ndeki kimyagerler, sigara izmaritlerindeki karbonların, ultra-yüksek yüzey alanına ve daha önce benzeri görülmemiş hidrojen depolama kapasitesine sahip olduğunu keşfettiler.

Bu araştırma, Malzeme Kimyası Profesörü Robert Mokaya ve Kimya Bölümü lisans proje öğrencisi Troy Scott Blankenship tarafından yürütüldü ve Energy and Environmental Science isimli akademik dergide yayımlandı.

Profesör Mokaya, ‘’ Sigara izmarit atıklarını, benzeri görülmemiş hidrojen depolama özelliği sunan enerji malzemeleri hazırlamak amacıyla başlangıç materyali olarak kullandık. Bu, sadece zorlu çevre kirliliği problemlerini çözmekle kalmayıp aynı zamanda, temel bir atık ürününün çekici hidrojen depolama malzemelerine dönüştürülmesine yönelik yeni bakış açıları da sunmaktadır.’’ diyor.

Hidrojen, ısı üretmek için yakıldığında ya da elektrik üretimi için yakıt hücresi içinde hava ile reaksiyona sokulduğunda yan ürün olarak sadece su çıktığından dolayı yakıt olarak caziptir.

Temel Atık Bertarafı Probleminin Çözümü

Dünyada her yıl yaklaşık olarak 6 trilyon sigara tüketilmektedir. Bu tüketim, 800,000 tondan daha fazla sigara izmaritinin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Sigara izmaritleri, çirkin çöplere neden olmanın yanı sıra, suyollarına nüfuz ederek hem insanlara hem de doğaya zarar veren toksik ağır metaller gibi kirletici maddeler (kontaminant) içermektedir.

Sigara filtreleri kullanılan sigara izmaritleri, genellikle biyolojik olarak bozunmayan selüloz asetat içerdikleri için daha uzun süreli kirlilik tehlikesi oluşturmaktadır. Bununla birlikte, selüloz asetat, sigara izmaritlerini, gözenekli karbonların değerlendirilmesi (volarizasyon) için cazip bir başlangıç malzemesi haline getirmektedir. Bu volarizasyon, gözenekli karbon sentezi için biyokütle ya da atık temelli başlangıç malzemeleri elde etmek amacıyla kömür temelli karbon içerikli maddelerden uzaklaşmak için mevcut eğilime uymaktadır.

Atıkların Yakıta ya da Enerji Kaynağına Dönüştürülmesi

Sadece su ve ısı gerektiren bir proses olan sigara izmaritlerinin hidrotermal karbonizasyonu, hydrochar (karbon içeriği yüksek katı) adı verilen bir karbon ürünü üretir. Araştırma ekibi, hydrochar’ın aktive edildiğinde, çok yüksek yüzey alanına sahip, oksijen açısından zengin gözenekli karbonlar ürettiğini buldu.

Profesör Mokaya, ‘’ Ardışık hidrotermal karbonizasyon ve aktivasyon süreçleri aracılığıyla sigara izmaritlerinden ya da filtrelerden elde edilen aktive edilmiş karbonların, ultra-yüksek yüzey alanına sahip mükemmel gözenekli olduklarını ve benzeri görülmemiş yüksek hidrojen depolama kapasitesi sergilediklerini gösteriyoruz. Bu çalışma, volarizasyonun, zorlu sigara izmariti problemini çözüp çözemeyeceği ile ilgili ilginç soruları arttırmanın yanında genel olarak gözenekli malzemeler için hidrojen depolamada yeni bir seviyeye ulaşan gözenekli karbonları da sunmaktadır.’’ diyerek araştırmayı açıklamaktadır.

Hidrojenin düşük karbonlu bir enerji kaynağı olarak kullanıldığı ‘ Hidrojen Ekonomisi’ne’ doğru ilerleme kapsamında, bu teknik, örneğin taşıma yakıtı olarak benzin ya da ısıtma yakıtı olarak doğal gazın yerine geçmek için geliştirilebilir.

Bu yayın, hidrojen depolama da dahil olmak üzere enerji malzemeleri olarak optimize edilmiş sürdürülebilir karbonlar için çalışmaları devam eden bir ekibin araştırmasının bir parçasıdır.

Kaynak : phys.org