CO2 Emisyonunu Temizlemenin Bir Başka Yolu
İnsanlar “CO2 emisyonu” terimini duyduğunda muhtemelen akıllarına sera gazı, çevre kirliliğine yol açan madde, iklim değişikliği, politik fikir ayrılıkları, ekonomik yük gibi bir çok negatif şey geliyor. Fakat George Washington Üniversitesi kimya bölümü profesörlerinden Stuart Licht liderliğindeki bir grup araştırmacının CO2 emisyonunu, büyük bir net kazanç sağlayarak değerli bir kaynağa dönüştürebileceklerine dair bir görüşleri var.
Materials Today Energy’de yayınlanan yeni bir çalışmada, araştırmacılar CO2 ve güneş enerjisini kullanarak yüksek verimli ve milimetre uzunluğundaki karbon nanotüpleri yünleri, ton başına sadece 660 dolara mal ederek üretebileceklerini gösterdi. Bunun gibi uzun karbon nanotüplerin piyasa fiyatı (tekstil, çimento alanlarında ve diğer bazı malzemelerde kullanılabiliyor) şu anda, ton başına 100.000 ile 400.000 dolar arasında değişiyor.
Licht Phys.org’a şunları anlattı: “Makroskobik boyutlarda olduğundan ve üretimi ucuz olduğundan kıyafetlere direkt olarak dokunabilen ve yeni bir malzeme sınıfı olan karbon nanotüp yünü tanıttık. Karbon nanotüp yünü üretmek için gereken tek reaktant sera gazı karbon dioksit.”
Araştırmacılar C2CNT (CO2’den karbon nanotübe) denen bu yeni teknolojinin atmosferdeki fazla karbon dioksiti ortadan kaldırmak için tartışmasız bir şekilde ekonomik açıdan teşvik edici olacağını umuyor. Sahra Çölü’nün %4’üne eşit bir alan üzerinde güneş enerjisi istasyonları kurarlarsa atmosferdeki karbon dioksit konsantrasyonunu 10 yıl içinde endüstrileşmeden önceki döneme düşürebileceklerini hesapladılar. Okyanuslardaki alanın daha fazla olması sebebiyle, istasyonları okyanuslara kurmanın daha gerçekçi bir uygulama olacağını belirttiler.
Bu yeni çalışma daha önceden yapılan (2010) bir araştırma üzerine kurulu. 2010’da yapılan çalışma, güneş enerjisinin elektrolitik hücrelere güç sağladığı güneş enerjili elektrokimyasal proses (STEP) fikrini öneriyordu. Bu hücreler atmosferdeki karbon dioksiti yakalayarak; karbon, karbon monoksit veya oksijene parçalıyor. Daha sonra karbon içeren yan ürünler metan, syngas ve amonyak sentezi için kullanılabiliyor. Kullanışlı olmasına rağmen bu ürünler ton başına 100 dolar gibi bir değerde. Yani karbon nanotüpler ile karşılaştırılamayacak şekilde değersizler.
Karbon dioksit emisyonundan karbon nanotüpleri sentezlemenin zorlayıcı olduğu daha önce yapılan, eriyik lityum karbonatın elektrolizi ile karbon nanotüplerin üretilmesinin imkansız olabileceğini öneren bir çalışma ile ispatlanmış durumda. Eriyik lityum karbonat karbon ürünlerinin büyümesini nükleik hale getirmek için STEP işleminde kullanılan bir bileşiktir. 2015 yılında Licht ve ekibi ilk defa, karbon dioksitten karbon nanotüplere dönüşümün yüksek verimli ve düşük enerjili elektrolitik uygulanabilirliğini gösterdi.
Bu işlemin dezavantajı ise ürettiği karbon nanotüplerin nanometre boyutunda olması (100 mikrometreden daha az) ve tekstile dokunulamayacak kadar kısa olmasıdır. Bu yeni çalışmanın temel sonucu, karbon nanotüplerin 100 kat daha uzun olmasıdır. Bu da, elektrolitik hücredeki bakır veya çelik katotların Monel (bir tür nikel-bakır alaşımı) ile değiştirilmesiyle elde edilir. Araştırmacılar, bu değişikliği yaparak ve diğer parametreleri dikkatlice ayarlayarak, çaplarının 1 mikrometreden fazla ve uzunluğu 1 milimetreden fazla olan karbon nanotüpler ürettiler. Bu sonuç, karbon nanotüplerin gerçekten “nano-malzemeler” olarak sınıflandırılmalı mı sorusunu gündeme getiriyor. Her durumda, yün benzeri karbon nanotüpler tekstil dokumalarına çeşitli uygulamalar için yetecek kadar uzundur.
Licht; “Pahalı olmayan ve giyilebilir karbon nanotüp yünleri, hafif olması ve kütleye karşı avantajı nedeniyle konvansiyonel çelik ve alüminyum uygulamaları yerine kullanılabilir.” Diyor ve ekliyor, “Tekstile ek olarak, karbon nanotüp yünleri darbeye ve kırılmaya karşı dayanıklı çimento ve seramikleri formüle etmek için tercih edilen katkı maddeleri olarak kullanılırlar. Uygulama alanlarından bir diğeri de karbon nanotüplerin kurşungeçirmez ve taser* geçirmez koruyucu kıyafetlerde kullanılmasıdır.”
Taser*: Yüksek gerilimli elektrik sağlayarak geçici felç yaratmaya yarayan pilli cihaz.
Kaynak : phys.org
