Daha Hızlı ve Daha Çevre Dostu Karbon Kürelerinin Üretimiyle Karbon Adsorplama

Karbon adsorplama teknolojisinin   ve yenilenebilir enerjinin depolanmasının önemli bir parçası olan gözenekli karbon kürelerin üretimi için daha hızlı ve çevre dostu tek adımlı bir yöntem Swansea Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirildi.

Bu yöntem ile karbon adsorplama kapasitesi yüksek olan ve geniş skalada etkin bir şekilde çalışan küreler üretilmektedir.

Karbon kürelerin boyutları nanometre ve mikrometre arasında değişmektedir. Enerji depolama ve enerji dönüşümünde, katalizörlerde, gaz adsorpsiyonu ve depolanmasında, ilaç ve enzim sevkiyatında ve su arıtımı gibi alanlarda karbon küreler geçtiğimiz yıllar içinde önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Ayrıca karbon adsorplama teknolojisinde önemli bir yerdedir, karbonu atmosfere yaymak yerine küreye hapsetmektedir ve iklim değişikliğiyle mücadeleye yardım etmektedir.

Karbon küreleri yaparken kullanılan metodun dezavantajları vardır. Pahalı veya elverişsiz olabilmektedir ya da karbonu adsorplama konusunda oldukça zayıf küreler üretebilmektedir. Bazıları sistemi daha çevre dostu yapmak için biyokütle kullanmaktadırlar ancak biyokütleleri aktive edebilmek için bir kimyasala ihtiyaç duyulmaktadır.

Bu çalışmada büyük bir ilerleme gösteren Swansea Üniversitesindeki Enerji Araştırma Enstitüsündeki takımın çalıştığı yer burasıdır. Metodları daha temiz ve daha çevre dostu karbon küre üretimini işaret etmektedir. Bu takım, kimyasal buhar biriktirme olarak bilinen KBB metodunu uyarlamıştır. Bu metod, materyali kaplayabilmek için ısıyı kullanmayı esas alır. KBB metodunu 600 °C- 900 °C sıcaklık aralığında,farklı sıcaklıklarda piromellitik asit kullanarak uyguladıktan sonra kürelerin farklı sıcaklık ve basınçlarda karbondioksiti nasıl etkili bir şekilde absorbe edeceği üzerinde çalışmışlardır. Bu çalışma sonucunda aşağıdaki verileri elde etmişlerdir.

• 800 °C karbon kürelere şekil vermek için en uygun sıcaklıktır.
• Üretilen kürelerdeki ultra mikroporlar, küreye atmosferik ve düşük basınç değerlerinde yüksek karbon yakalama kapasitesi sağlamıştır.
• Birikme sıcaklığından etkilenen spesifik yüzey alanı ve toplam gözenek hacmi, kürenin karbondioksit tutma kapasitesinde kayda değer bir değişikliğe sebep olmuştur.
• Atmosferik basınç, en yüksek karbondioksit adsorpsiyonun olduğu basınç değeridir. Atmosferik basınçta adsorpsiyon miktarları, 0 °C ‘de 4.0, 25 °C’de 2.9 milimol/gram değerlerine yakındır.

Bu yeni yaklaşım, var olan karbon küreleri üretim metodları üzerine birçok avantaj getirmiştir. Alkali içerikli değildir ve kürelerin şekil alması işlemi için katalizöre ihtiyaç duymamaktadır.  Piyasada kolaylıkla ulaşılabilecek ucuz ve güvenilir hammaddeleri kullanmaktadır. Malzemeyi saflaştırmak için çözücü kullanmayı gerektirmemektedir. Hızlı ve güvenilir bir prosestir.

Swansea Üniversitesi, Enerji Araştırma Enstitüsünde bu araştırmayı yürüten Dr. Saeid Khodabakhshi;

“Karbon küreler, çevre dostu ve sürdürülebilir gelecek için hayati önem taşıyan ürünlere dönüşüyor. Bizim araştırmamız, onların yapım sürecindeki çevre dostluğunu ve sürdürülebilirliğini gösteriyor. Biz, üretimin güvenli, temiz ve hızlı yolunu gösterdik. Diğer KBB metotlarının aksine, bizim çeşitli skalalardaki üretim işlemimiz zehirli gaz ve sıvı hammaddelere dayanmıyor.

Karbon kürelerin pillerde ve süper kapasitörlerde potansiyel kullanımı da inceleniyor. Yani karbon yakalamadaki gerekliliklerinin yanı sıra, yenilenebilir enerjinin depolanmasında da oldukça gerekli olabilir.” demektedir.

Kaynak : sciencedaily.com