Amonyak Sentezi için Yeşil Çay
Araştırmacılar, yeşil çayın, amonyak sentezinde indirgeyici madde olarak kullanılan nanomateryallerin hazırlanmasında kullanılabileceğini gösterdiler. Yığın grafit karbon, nitrit ile karşılaştırıldığında optimal örneğin amonyak aktivitesinde (2.627 mg/sa/gkatalizör) 2.93 kat fazla fotokatalik nitrat indirgemesine sahiptir ve NH3 seçiciliği %50.77’den %77.9’a yükselmiştir. Ekip, yaklaşımlarını 6 Eylül’de Energy Material Advances dergisinde yayımladı.
Yeşil çay çözeltisi ile basit karıştırma, özellikle yarı iletkenlerin fotolitik aktivitesini arttırabilir bazı yüksek değerlikli demirler metallere indirgenebilir. Burada, atık yeşil çay poşetleri Ru3+’yı indirgemek için kullanılır ve Sydney Teknoloji Üniversitesi (UTS), İnşaat ve Çevre Mühendisliği bölümü, Su ve Atık su Teknolojisi (CTWW) profesörü Bing-Jie Ni’ye göre, güneş ışığı simülasyonu altında, yığın g-C3N4,’ün optimize edilmiş örneğin fotokatalik aktivitesi 2.93 katıdır.
Ni “Şu anda amonyak, bir katalizör yardımıyla yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında azot gazı ve suyun amonyağa dönüştürülmesinden oluşan Haber Prosesi ile üretiliyor. Her yıl amonyak sentezi küresel enerjinin %2’sini kullanarak ciddi karbondioksit salımına sebep oluyor. Bu nedenle amonyağın, ortam sıcaklığında yeşil bir sentezini geliştirmek çok acil.” şeklinde açıkladı. “Nitratı amonyağa dönüştüren güneş enerjisi gerçekten çok büyük bir önem taşıyor, sadece su kirliliğini ortadan kaldırmakla kalmıyor, aynı zamanda yüksek değerlikli kimyasalları sentezlenmesini sağlıyor”
Ni ve ekibi, yenilenebilir enerji alanında, özellikle kimya mühendisliği ve çevre teknolojisi arasındaki arayüz üzerine çalışıyor. Bu disiplinlerin integrasyonu ile yenilenebilir kaynaklarından verimli enerji üretilmesinde, yenilikçi ve sürdürülebilir teknolojik bir çözümüne odaklanıyorlar.
Ni “Ancak, çok adımlı bir sekiz elektron prosesi olduğundan kinetik ve termodinamik adına nitratın amonyağa indirgenmesi gerçekten zorlu.” şeklinde açıkladı. “Deneysel ve teorik çalışmalara göre, Ru’nun g-C3N4 ile etkileşimi sadece ışık emilimini ve nitrat emilimini arttırmaz ayrıca elektron çiftlerinin ayrılmasını da hızlandırır”.
Amonyak prosesinde nitrat indirgenmesi adımı için termodinamik enerji bariyeri 0.75 eV olarak hesaplanmıştır, hidrojen üretimi (0.98 eV) ve azot oluşumu (1.36 eV) ile karşılaştırıldığında çok daha azdır ve amonyak üretim üstünlüğüne neden olmaktadır.
Bu çalışmanın sonuçları ve bulguları ortam koşulları altında nitratın amonyağa indirgenmesi için tanecikli modifiye metal fotokatalizinde yeşil sentez için yeni bir platform sağlayabilir.
Kaynak: phys.org
