Yapay Yaprak : Bilim İnsanları Karbondioksiti Yakıta Çevirdi

ABD Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından yapılan yeni araştırma ve Illinois Üniversitesi tarafından yapılan yeni araştırmada , araştırmacılar karbondioksiti güneş ışığı kullanarak yararlı bir enerji kaynağına dönüştürecek bir yol buldular. Böylece belki gün geçtikçe artan ve global ısınma nedeni karbondioksit yakıta dönüştürülebilir.

Fakat bu dönüşümdeki en büyük zorluklardan biri karbondioksit gibi reaktif olmayan bir maddeyle çalışmak. “Bizim açımızdan karbondioksiti başka bir şeye dönüştürmek oldukça zordur,” diyor kimyager Larry Curtiss.

Karbon dioksiti yaralı bir yakıta çevirmek için bir katalizör bulmak gerekir. Bitkiler karbondioksiti şekere dönüştürmek için enzim kullanırlar. Araştırmacılar ise tungsten diselenür adlı metal bileşiğini katalizör olarak kullandı. Bu maddenin yüzey alanını arttırmak için nano boyuttaki taneciklerine ayırarak reaktifliği arttırdılar.

Bu sayede araştırmacılar karbondioksiti, karbon monoksite çevirdiler. Karbon monoksitte bir sera gazı olmasına rağmen , çok daha reaktif olduğundan metanol gibi yakıtlara dönüştürülebiliyor. “Karbon monoksitten yakıt üretmek enerji açısından aşağı yolculuğa benzerken, doğrudan karbondioksitten yakıt üretmek ise yukarı gitmeye benziyor,” diyor Argonne fizikçisi Peter Zapol.

Karbon dioksiti, karbon monoksite çevirmek için gereken reaksiyon , doğadakinden farklı olsa da fotosentezdeki benzer temel girdiler içeriyor. “ Fotosentezde, ağaçlar gerekli enerjiyi ışıktan alır, su ve karbondioksiti sırasıyla kullanarak yakıta dönüştürür, deneyimizde ise bileşenler aynı olmasına rağmen , ürün farklı olur,” diyor Curtiss.

Reaksiyon kurulumunda ise ekip doğadakine benzer bir yol izleyerek yapay yaprak yaparak, üç adımlı reaksiyon tamamlayabildi. İlk adımda fotonlar geliyor negatif yüklü elektronlara dönüşerek ve pozitif yüklü deliklere denk geliyor ve sonra birbirinden ayrılıyor. İkinci adımda ise delikler su molekülleriyle reaksiyona giriyor, proton ve oksijen moleküllerini yaratıyor.

Son olarak, protonlar,elektronlar ve karbondioksitle tümüyle reaksiyona girerek karbon monoksit ve su yaratıyor. “Bir çok farklı tür hidrokarbonu yaktık, kömür, petrol veya gazolin gibi- bu bulgu kimyasal yakıtlardan yeniden kullanılabilir yakıtlar yapmak için güneş enerjisinin büyük yardımı dokunabileceğini gösteriyor,” diyor Zapol.

Bu hedef kapsamında, araştırmada reaksiyonun minimum enerji kaybıyla gerçekleştiği ve çok verimli olduğu gösterildi.

Curtiss’e tungsten diselenür katalizörü oldukça dayanıklı ve 100 saate kadar kullanılabiliyor ki, bu katalizörler için yüksek bir çizgi anlamına geliyor.

“Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid,” adlı araştırma Science dergisinde yayınlandı.

Kaynak : gercekbilim.com