Atık Dağlarından Yeni İş Olanakları Doğuyor

Kağıt ve kağıt hamuru endüstrisindeki atık malzemelerden yakında tenis raketinden arabaya kadar her şey yapılabilir. Bilim insanları, ligninden yüksek kaliteli karbon fiberi nasıl elde edebileceklerini keşfettiler.

“Atıklardan kaliteli karbon fiberin nasıl elde edileceğini keşfederek, endüstrinin en zorlu konularından birini aştık.” Diyor College Station’daki bitki patolojisi-mikrobiyolojisi profesörü ve Teksas A & M AgriLife Research bilim insanı Dr. Joshua Yuan.

Araştırma kısa süre önce Royal Society of Chemistry dergisi tarafından incelenen Green Chemistry’de yayınlandı.

“İnsanlar yıllarca karbon fiberi yapmak için lignin kullanmayı düşündüler, ancak yüksek kalitede karbon fiber elde etmek bir sorundu.” Diyor Yuan.

Yetkili, her yıl yaklaşık 50 milyon ton ligninin veya bitkinin yapısal kısmının ABD kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinden biriktiğini söyledi. Etanol üretmek için bitkiler kullanan biyorafinerilerden, her yıl 100 milyon ila 200 milyon ton lignin atığı gelebilir. Yuan, henüz lignin atığının yalnızca yüzde 2’sinin yeni ürünlere dönüştürüldüğünü söyledi.

“Lignin, dünyadaki biyopolimerlerden en çok bulunanı olarak kabul ediliyor. Tüm bu atık birikir ve bu atığın yani ligninin bir şeyler için kullanılması harika olur.” Diyor Yuan.

Yuan’ın araştırma ekibi, ligninden yakıt ve biyoürün üretirken birçok başarı elde etti. Ancak biyoyakıt üretim süreci bile büyük miktarda atık bırakıyor. Bu, araştırma ekibine karbon fiber materyali yapma olasılığını değerlendirmelerini sağladı.

Karbon fiber yeni bir kavram değildir. Karbon fiber, 1860 yılından bu yana önemsenmemiş ve çoğunlukla ampullerde kullanılmıştır. Karbon fiberler yüksek mukavemet, düşük ağırlık ve ısı toleransıyla bilinir. Geleneksel yöntemlerle karbon fiber üretmek pahalıdır. “Eğer kaliteli karbon malzemesi üretemiyorsanız, bu gerçekten kullanışlı bir malzeme olmayacaktır.” Diyor Yuan.

Bu nedenle ekip lignini daha yakından ve dikkatle inceledi.

“Lignin’in birçok boyutta ve farklı kimyasal özelliklere sahip birçok molekülün bir karışımı olduğu tespit edildi. Fraksiyonasyon yoluyla, lignini farklı parçalara ayırdık ve sonra ligninin belirli bölümlerinin yüksek kaliteli karbon fiber üretimi için çok iyi olduğunu gördük.” Diyor Yuan.

Araştırmacı, ligninin kompleks bir molekül olduğuna dikkat çekti. Ancak yüksek yoğunluklu ve yüksek moleküler ağırlıklı kısım geri kalandan ayrıldığında, yüksek kaliteli karbon fiberin oluşumuna olanak tanıyan düzgün bir yapıya sahip oluyor.

“Malzemenin kalitesini arttırabilmek için çalışmalarımız devam ediyor. Çalışmaların sonunda bu karbon malzeme yel değirmenleri, spor malzemeleri, bisikletler ve otomobiller için kullanılabilir. Karbon fiber diğer malzemelere kıyasla çok daha hafiftir. Fakat bu ürünler için kullanılan diğer malzemelerle aynı mekanik mukavemete sahiptir. Bu malzeme bir çok farklı uygulama için kullanılabilir.” Diyor Yuan.

“Bu teknolojinin güzelliği, lignini tamamen kullanmamıza imkan sağlamasıdır. Temel olarak yaptığımız ligninin parçalanmasıdır. Böylece yüksek molekül ağırlıklı bölüm karbon fiber için, düşük molekül ağırlıklı bölüm biyoplastikler için kullanılabilir. ” Diyor Yuan.

Yuan, ligninin bir yerde ayrıldığı çok akışlı bir entegre biyorafineriyi öngörüyor. Böylece; yüksek yoğunluklu karbon fiberler, düşük yoğunluklu biyoplastikler gibi çeşitli malzemeler ve çimen gibi bitki hammaddesinden biyoyakıtlar bir tesiste üretilebilir.

“Aynı biyokütleyi farklı şeyler üretmek için kullandığımızda, sürdürülebilir olmanın getirisi ile en iyi ekonomik dönüşü sağlar. Bu çalışma, yeni iş olanaklarına ve kırsal ekonomik büyümeye katkıda bulunacaktır. Ve tedarik zincirinin tamamı ABD’de bulunuyor, bu da işlerin burada olacağı anlamına geliyor. Biyokütle yetiştirilir, hasat edilir ve burada taşınır. Bu atıkların bir başka ülkeye üretim için gönderilmesi zor olacaktır. Bu nedenle atıkların tamamı burada kalıyor. Bu yöntem, tarımsal üretim ve sanayiyi yenilenebilir ürünler üreten bir biyoekonomide bir araya getirecektir.” Diyor Yuan.

Kaynak : sciencedaily.com

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.