Yapay Yapraklar; Güneş Işığı, Karbondioksit ve Suyu Sentetik Gazlara Çevirebiliyor
Fotoğraf: Cambridge’in yapay yaprakları iki perovskit ışık soğurucu ve bir kobalt katalizi kullanarak; su, gün ışığı ve karbondioksiti sentetik gazlara çevirebiliyor.
Etrafımızda gördüğümüz mütevazi yapraklar aslında gün ışığı ve karbondioksiti enerjiye çevirebilen bir makine. Yaprakların yapay türevleri ise, yenilenebilir enerji kaynakları olarak kullanılabilir. University of Cambridge’den araştırmacılar karbondioksit salımı yapmadan sentetik gaz üretebilecek bir yapay yaprak geliştirdiler.
Hidrojen ve karbon monoksitten oluşan sentetik gazlar bazen bir miktar karbondioksit de içerebiliyor ve teknik olarak ısı veya ışık açığa çıkartmak amacı ile yakılabiliyor. Genellikle, plastik, gübre ve akaryakıt üretiminde ara malzeme olarak kullanılıyor. Ne yazık ki, sentetik gazları üretmek atmosfere karbondioksit salmak anlamına geliyor.
Çalışmanın baş yazarı Erwin Reisner, sentetik gazların her gün duyacağımız bir şey olmadığını ancak sentetik gazlar kullanılarak üretilmiş ürünleri her gün gördüğümüzü belirtiyor. “Onları sürdürülebilir bir biçimde üretmek karbon döngüsünü kapatmaya yardımcı olacak ve sürdürülebilir kimya ve enerji endüstrisine katkı sağlayacak”.
Cambridge ekibi, fotosentez yaparak sentetik gaz üretebilen yapay yapraklar üretmeyi başardı. Bu yeni cihaz, perovskit ve kobalt olmak üzere iki katalizör içeriyor. Cihaz su içerisine yerleştirildiğinde, bir bölge sudaki karbondioksit miktarını azaltıp hidrojen ve karbon monoksite çevirirken, diğer bölge oksijen üretiyor. Bu gazlar birleşerek sentetik gazları oluşturuyor.
Çalışma ekibi bu teknolojinin bulutlu veya yağmurlu günler gibi çok az ışıklı ortamlarda bile çalışabildiğini ifade ediyor. Yakın zamanda güneş panellerinde kullanılmaya başlanan perovskit, bu çalışmada özellikle ışığı iyi absorplayabildiği ve bunu kullanarak bir voltaj değişimi yaratabildiği için bu çalışmada tercih edilmiş. Kobalt ise uygun fiyatı ve karbon monoksit üretiminde yüksek verim sağlaması nedeni ile seçilmiş.
Yine de, çevirim verimliliği hala oldukça düşük. Araştırmacıların son raporlarına göre; hidrojen ve karbon monoksit üretimi sırasıyla %0,06 ve %0,02 verimle gerçekleştirilebiliyor.
Bu çalışmada geliştirilen cihaz elektrik, ilaç, gübre ve hidrojen yakıtı gibi pek çok farklı ürünün yolunu açabilir. Proje ekibi bu çalışma sonucunda ara sentetik gaz fazını geçebilecek bir çözüm bulmayı umuyor.
Reisner, “Şu an sentetik gazları üretip yakıta çeviriyoruz. Bir sonraki aşamada tek adımda yakıt üretebilmeyi umuyoruz. Böylece karbondioksit ve sudan doğrudan yakıt elde edebileceğiz” diyor. “Ağır taşıtlar, nakliye ve havacılık sektörleri için sürdürülebilir sıvı yakıtlara olan ihtiyaç her gün artıyor.”
Bu çalışma Nature Materials’da yayınlandı.
Kaynak: newatlas.com
