Etilen Üretimi için Karbon Yakalama Dönüşümünde Çığır Açan Bir Keşif
Fotoğraf : Elektrikli bir katalizör, su moleküllerinden yüklü hidrojen atomlarını, bir membranla ayrılmış birimin diğer yarısına çeker (Kaynak: Meenesh Singh)
Illinois Chicago Üniversitesi’nden Meenesh Singh liderliğindeki bir araştırma ekibi, endüstriyel egzozdan yakalanan karbondioksitin %100’ünü plastik ürünler için önemli bir yapı taşı olan etilene dönüştürmenin bir yolunu keşfetti. Bulguları Cell Reports Physical Science’ta yayınlandı.
Araştırmacılar on yıldan fazla bir süredir karbondioksiti etilene dönüştürme olasılığını araştırırken, UIC ekibinin yaklaşımı, hidrokarbon üretmek için karbondioksitin neredeyse %100 kullanımını sağlayan ilk yaklaşımdır. Sistemleri, yakalanan karbondioksit gazını yan ürün olarak diğer karbon bazlı yakıtlar ve oksijenle birlikte yüksek saflıkta etilene dönüştürmek için elektroliz kullanmaktadır.
Yapılan işlem, 6 metrik tona kadar karbondioksiti 1 metrik ton etilene dönüştürebilir ve yakalanan neredeyse tüm karbondioksiti geri dönüştürebilmektedir. Sistem elektrikle çalıştığından yenilenebilir enerji kullanımı, prosesi ‘karbon negatif’ hale getirebilir.
Singh’e göre, ekibinin yaklaşımı, endüstriden gelen toplam karbondioksit çıkışını fiilen azaltarak diğer karbon yakalama ve dönüştürme teknolojilerinin net sıfır karbon hedefini aşmaktadır. “Bu, net negatiftir,” demiştir. “Üretilen her 1 ton etilen için, -aksi takdirde atmosfere salınacak olan- nokta kaynaklardan 6 ton CO2 alıyorsunuz.”
Karbondioksiti etilene dönüştürmeye yönelik önceki girişimler, kaynak karbondioksit emisyon akımı içinde etilen üreten reaktörlere dayanıyordu. Bu durumlarda, CO2 emisyonlarının %10 kadarı tipik olarak etilene dönüşür. Etilen daha sonra genellikle fosil yakıtları içeren enerji yoğun bir süreçte karbondioksitten ayrılmalıdır.
Dünya çapında üretilen kimyasallar arasında etilen, karbon emisyonlarında amonyak ve çimentodan sonra üçüncü sırada yer alıyor. Etilen sadece ambalaj, tarım ve otomotiv endüstrileri için plastik ürünler üretmek için değil, aynı zamanda antifriz, tıbbi sterilizatörler ve evler için vinil kaplamalarda kullanılan kimyasalların üretiminde de kullanılmaktadır.
Etilen genellikle çok büyük miktarlarda ısı gerektiren buharla parçalama adı verilen bir işlemle yapılır. Çatlama, oluşturulan ton etilen başına yaklaşık 1,5 metrik ton karbon emisyonu üretir. Ortalama olarak, üreticiler her yıl yaklaşık 160 milyon ton etilen üretmektedir ve bu da dünya çapında 260 milyon tondan fazla karbondioksit emisyonuna neden olmaktadır.
UIC bilim insanları, etilene ek olarak, elektroliz yaklaşımlarıyla endüstriye faydalı, karbonca zengin başka ürünler de üretebildiler. Ayrıca, güneş panellerinden gelen enerjinin %10’unu doğrudan karbon ürün çıkışına dönüştürerek çok yüksek bir güneş enerjisi dönüşüm verimliliği elde etmişlerdir. Bu, son teknoloji standardı olan %2’nin oldukça üzerindedir. Ürettikleri tüm etilen için güneş enerjisi dönüşüm verimliliği %4 civarındaydı, bu da yaklaşık olarak fotosentez ile aynı orandadır.
Kaynak: sciencedaily.com
