Atık CO2’den Sentez Gazı Oluşturmak için Yeni Katalizör
Alev püskürtme pirolizi yoluyla üretilen bir katalizör, atık CO2’ yi yakıtlarda ve hammaddelerde kullanılmak üzere sentez gazına dönüştürmek için kullanılabilir.
Katalizör, UNSW Sydney’deki bir ekip tarafından, çinko oksit (ZnO) nanopartikülleri yapmak için alev püskürtme pirolizi (FSP) kullanılarak geliştirildi. FSP, bir çözücü içinde çözünen bir metal öncüsünün, nanopartiküller oluşturmak için yandığı oksijen akışı ile birlikte bir aleve beslendiği bir yanma sentezi yöntemidir.
ZnO, geçmişte bu teknikte daha önceki girişimlerde kullanılan paladyum gibi malzemelere göre daha ucuz bir alternatiftir. ZnO nanopartikülleri geleneksel olarak hidrotermal bir yaklaşımla oluşturulur, ancak bunlar FSP yapımı nanopartiküllere kıyasla daha düşük aktiviteye sahiptir.
Kimya Mühendisliği Okulu’nda Öğretim Görevlisi olan Emma Lovell, “Gerçekten pahalı metaller ve öncüler kullanan karmaşık sentez teknikleri hakkında endişelenmemize gerek yok, onu yakabiliriz ve on dakika içinde bu parçacıkları uzaklaştırmaya hazır hale getirebiliriz” dedi.
Katalizör daha sonra CO2’yi bir elektrolizör ile sentez gazına dönüştürmek için kullanılabilir. Çoğu sentez gazı, buhar metan reformu ile üretilir, bu nedenle bu yeni yöntem, atık CO2 kullanırken fosil yakıtlara olan ihtiyacı azaltacaktır.
Lovell,” Sentez gazı genellikle Lego’nun kimyasal eşdeğeri olarak kabul edilir, çünkü iki yapı taşı- hidrojen ve karbon monoksit – çok önemli endüstriyel öncüler olan sentetik dizel, metanol, alkol veya plastik gibi şeyler yapmak için farklı oranlarda kullanılabilir ” dedi. “Yani esasen yaptığımız şey, CO2‘yi tüm bu hayati endüstriyel kimyasalları yapmak için kullanılabilecek bu öncülere dönüştürmektir.”
Kimya Mühendisliği Okulu’nda Araştırma Görevlisi ve çalışmanın baş yazarı Rahman Daiyan,” bir enerji santrali veya çimento fabrikasından gelen atık CO2, içinde bir elektrot şekilde alev püskürtülmüş çinko oksit malzemeli bu elektrolizörden geçirilebilir’’ dedi. “Atık CO2’yi içeri geçirdiğimizde, elektrik kullanılarak işlenir, CO ve hidrojen karışımında bir çıkıştan sentez gazı olarak salınır.”
CO2‘yi eşzamanlı elektrokimyasal CO2 indirgeme reaksiyonları ve hidrojen evrim reaksiyonları kullanarak sentez gazına dönüştürürler. Sentez gazındaki CO ve H2 karışımı, nanopartiküllerin FSP ile yakılma şekline göre ayarlanabilir. Metal öncüsü FSP uçlarına beslenir ve akış hızını kontrol ederek kristallik ve yüzey kimyasal ortamı gibi nanomateryal özellikleri kontrol edilebilir. Örneğin, besleme hızını arttırmak nanopartiküllerin boyutunu arttırır. Bu daha sonra katalizörün yüzeyindeki CO ve H2 reaksiyonları arasında doğru dengeyi elde etmek için sentez gazının H2/CO oranının ayarlanmasına izin verir.
Ekip, atık CO2’li kirletici maddeler içeren bir elektrolizörü zaten test etti ve koşulları tolere edebilmesini sağlamak ve teknolojiyi baca gazı üzerinde test etmek için daha fazla çalışma yapılması gerekecek. Başarılı olursa, katalizör etkili ve kolay olduğu için süreci kolayca ölçeklendirmek ve teknolojiyi mevcut tesislere yükseltmek de mümkün olmalıdır.
Kaynak: thechemicalengineer.com
