Geri Dönüşüm Süreci Kirliliği Nakite Dönüştürüyor

Cincinnati Üniversitesi’ndeki mühendisler, iklim değişikliğini ele alırken kimyasal ve elektrik santrallerinden gelen emisyonları faydalı ürünlere dönüştürmek için umut verici bir elektrokimyasal sistem geliştirdiler.

UC Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Koleji’nde yardımcı doçent Jingjie Wu ve öğrencileri, karbondioksiti karbon monoksite ve ardından gıda ambalajından lastiklere kadar her şeyde kullanılan bir kimyasal olan etilene dönüştürmek için iki aşamalı, bir kademeli reaksiyon kullandılar.

Çalışma, California Berkeley Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ile işbirliği içinde Nature Catalysis dergisinde yayımlandı.

Çalışmanın baş yazarlarından biri olan UC Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi mezunu Tianyu Zhang geçen yıl, Mars’ın keşfinde kullanılacak roketlerin yakıt ihtiyaçlarını gidermek için karbondioksiti metana dönüştürmenin yollarını inceleyen benzer bir çalışmaya öncülük etti.

Zhang, “İki aşamalı dönüşümün önemi, düşük maliyetli stratejiyle aynı anda etilen seçiciliğini ve üretkenliğini artırabilmemizdir. Hatta bu işlemde elektrot yapısı, genel ve basit olduğu için çeşitli reaksiyonlara uyarlanabilir.” Diyor.

Seçicilik, istenen bileşiklerin izole edilmesi anlamına gelmektedir. Verimlilik, reaktörün üretebileceği etilen miktarıdır.

Zhang, “Karbon emisyonları ile oluşan bileşikleri birçok downstream uygulamaya sahip olmaları sayesinde değerli kabul edilen bir bileşiğe/maddeye seçici olarak indirgiyoruz.” Dedi.

Zhang bu uygulamanın, çelik ve çimento fabrikalarından, petrol ve gaz endüstrisine kadar çeşitli alanlarda kullanılabilecek oldukça büyük bir kapsam alanına sahip olduğunu söylüyor.

Zhang, “Gelecekte bu tekniği karbon emisyonlarını azaltmak ve bundan kar elde etmek için kullanabiliriz. Dolayısıyla karbon emisyonlarını azaltmak artık maliyetli bir süreç olmayacaktır.” Diyor.

Etilen “dünyanın en önemli kimyasalı” olarak anılmaktadır. Su şişelerinden, PVC borulara, tekstil ve lastiklerde ve yalıtımda bulunan kauçuğa kadar çeşitli plastiklerde kullanılır.

Profesör Wu, ürettikleri kimyasalın yenilenebilir kaynaklardan üretildiği için “yeşil etilen” olarak bilindiğini söylüyor.

Wu, “İdeal bir biçimde, aynı anda yakıt ve kimyasallar üretirken, sera gazını çevreden kaldırabiliriz. Enerji santralleri ve etilen santralleri çok fazla karbondioksit emisyonuna sahiptir. Amacımız karbondioksiti yakalayıp elektrokimyasal dönüşüm ile etilene dönüştürmek.”Diyor.

Şimdiye kadar yapılan uygulama, etilende ürettiğinden daha fazla enerji gerektiriyor. Wu UC mühendislerinin, tandem elektrotları kullanarak, süreci ticari olarak endüstri için çekici hale getirmenin temel göstergeleri olan üretkenliği ve seçiciliği artırabildiklerini söyledi. Wu, sera gazlarının dahil edildiği ve geri dönüştürüldüğü bir sürecin çok büyük çevresel avantajlar sunduğunu ve  Wu”Gelecekte, sürdürülebilir kalkınmaya ihtiyacımız olacak, bu yüzden karbondioksiti dönüştürmemiz gerekecek” diyor.

Wu, uygulamada bakırın bu reaksiyon için en iyi ve tek katalizör olmadığını, bu nedenle endüstri uzmanlarının üretkenliği ve verimliliği daha da artırabilecek alternatiflere sahip olduğunu söylüyor.

Wu, “Sistemimiz çok genel, ancak tercih edilen katalizörleri kullanabilirsiniz. Fakat ticari bakırla bile performansı iki katından fazlasına çıkarmayı başardık. Daha da iyi bir katalizörle ekonomik sorunu çözebiliriz.”Diyor.

Wu geçen yıl tasarımları için patent başvurusunda bulundu. Zhang, sistemin ekonomik hale gelmesinin biraz zaman alacağını ama şimdiden muazzam adımlar attıklarını belirtiyor.

Zhang, “Teknoloji 10 yılda çok gelişti. Dolayısıyla önümüzdeki 10 yılda da benzer gelişmeler göreceğimiz konusunda iyimserim. Bu buluş bir oyun değiştirici” dedi.

Kaynak: sciencedaily.com