Yeni Cihazlar Atmosferdeki CO2’in Faydalı Maddelere Dönüştürülmesine Yardımcı Olabilir
Bu elektrokimyasal cihazlar bir gün derin-uzay görevlerini kolaylaştırabilir.
Yeni kimyasal geri dönüşüm cihazları, fosil yakıt yanması sonucu oluşan sera gazlarından iyi bir şekilde faydalanarak iklim değişikliğiyle mücadelede yardımcı olabilir.
Bu elektrokimyasal cihazlar, karbon monoksiti, önceki çalışmalardan çok daha verimli bir şekilde yararlı bileşiklere dönüştürebiliyor. Araştırmacılar 25 Ekim’de Joule dergisine verdikleri bildiride. Karbon monoksitin karbondioksitten hasadının mevcut teknolojiyle birleştirilmesiyle, cihazlar fabrika bacaları gibi kirlilik kaynaklarında CO2 gibi gazların yakalanıp daha zararsız formlara dönüştürülmesinde yardımcı olabilir. Bu dönüşüm karbon emisyonlarının küresel ısınma etkisini azaltabilir ve uzay yolculuğu için kimyasal malzemelerin üretiminde kullanılabilir.
Bu yeni cihazda, anot ve katot, elektrolit adı verilen bir malzeme ile ayrılmakta. Katotta bakır katalizör katmanına giren CO elektronları, anot boyunca elektik enerjisi ile uyarılan iyonlar yani yüklü parçacıklar ile birleşir. Bu kombinasyon etilen gazı ve sıvı asetat gibi yeni karbon bazlı bileşiklerin ortaya çıkmasıyla sonuçlanır. Şimdiye kadar, bu tür hücreler sadece gelen CO miktarının küçük bir kısmını istenen kimyasallara dönüştürdü.
Yeni cihaz, titanyum katmanı ile desteklenmiş katod, üzerindeki küçük kanallar ile bakır katalizör tabakasında CO’i doğrudan doyurur. CO’in katalizöre bu geçiş yollarından girmesi, katodu sadece reaksiyona girmeyen bir CO akışına maruz bırakmak yerine, katalizör tabakasına yayılmasını veya CO’in katotta reaksiyona girmeden çıkmasını ve CO’in yeni kimyasallar üretmek için katot içinde reaksiyona girme olasılığını artırmaktadır.
Kimyager Matthew Kanan ve Stanford Üniversitesi’ndeki meslektaşları, CO tasarımıyla gelen CO’in yüzde 84’ünü kullanan bu elektrokimyasal cihazı inşa etti. Bu yeni cihaz, yüzde 29’a kadar etilen içeren gaz akımları üretebiliyorken, diğer cihazlar yaklaşık olarak yüzde 12 etilenden oluşan gaz akımları üretebiliyor.
Kanan ekibi cihazın başka bir versiyonunda, sıvı elektrolitin yerini polimer bir film ile değiştirdi, bu da hücrenin daha az seyreltilmiş sıvı ürünler üretmesine yardımcı olarak cihazın, diğer cihazların ürettiğinden yaklaşık 1000 kat daha konsantre bir sodyum asetat çözeltisi pompalamasını sağladı. Cihaz 1 santimetre genişliğindeki katodu ile 24 saatte sadece birkaç mililitre sıvı üretebiliyor.
Caltech’daki bir elektrokimyacı olan Chengxiang Xiang, araştırmacıların hala bu cihazların uzun vadedeki sağlamlıklarını ve endüstri boyutundaki makinelere ne kadar iyi ölçeklendirilebileceğinin araştırılması gerektiğini düşünüyor.
Bu çalışmalara dahil olmayan West Lafayette’deki Purdue Üniversitesi’nden bir kimyager olan Christina Li “Bu teknolojiyi CO’i CO2’den ayıran cihazlarla birleştirmek, iklim değişikliğinde sera gazı etkisi yapan CO2’i faydalı kimyasal ham maddelere dönüştürmeye yardımcı olabilir” diyor. Örneğin; etilen, çeşitli polimerleri üretmek için kullanılabilir, sodyum asetat ise bir gıda katkı maddesidir. Bu cihazlarla CO2 gazını çeşitli karbon istifleme yöntemleriyle atmosferden ayırabiliriz buna örnek karbonat mineralleri gösterilebilir.
Hatta bu cihazlar potansiyel olarak uzay gemilerindeki mürettebatın nefes almaları sonucunda ortaya çıkan CO2‘i Mars atmosferinin oluşturulmasında da kullanabilir. Kanan, “Asetatta mikroorganizmaları yetiştirebilir ve bu organizmaları derin uzay görevlerinde yaşamı sürdürmek için her türlü karmaşık molekülü üretecek şekilde tasarlayabiliriz.” diyor.
Kaynak : sciencedaily.com
