Ceria Redoks Döngüsü, toplam seçicilik ile karbon dioksiti karbon monoksit ve oksijene dönüştürür.

İsviçre’deki bilim insanları, bir güneş reaktörü kullanarak karbon dioksiti ayrı karbon monoksit ve oksijen akımlarına ayırmıştır. Teknoloji, karbon dioksit ve suyu faydalı yakıtlara dönüştürmek için termokimyasal bir proses kullanmaktadır.

Karbon dioksit ve suyun, karbon monoksit ve hidrojen gazı vermek üzere bölünmesi, otomobiller ve uçaklar için sıvı hidrokarbon yakıtlar üretebilmenin ilk adımıdır. Karbon dioksitin karbon monoksit ve oksijene ayrılmasına yönelik mevcut yaklaşımlar, düşük kütle dönüşümleri, zayıf seçicilik ve düşük enerji verimliliğinden muzdariptir.

Şuanda, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden Aldo Steinfield liderliğindeki bir ekip, iyi bilinen bir redoks malzemesi olan seryum oksit veya ceria içeren 4 kW’lık güneş reaktörü yapmışlardır. Reaktör, karbon dioksiti ayrı karbon monoksit ve oksijen akımlarına bölebilmektedir. Teknoloji, ceria’nın indirgenme ve oksidasyon reaksiyonlarını ve ayrıca sıcaklık ve basınçta salınan oksijen değişimini kontrol etmek için iki aşamalı bir döngüsel süreç kullanmaktadır. İlk aşamada, 3000 kat güneş enerjisi, oksijen üretmek amacıyla indirgenmiş basınç altında ceria’nın sıcaklığını 1500 °C’ ye artırmaktadır. İkinci aşamada, karbon dioksit, indirgenmiş ceria’yı 900°C’ de yeniden oksitleyerek karbon monoksit üretmektedir. Bu redoks döngüsü aynı zamanda oksidasyon aşamasında suyun karbon dioksit ile yerini değiştirerek ayrı hidrojen ve oksijen akımlarına bölebilmektedir.

Karbon dioksitin ayrı karbon monoksit (veya hidrojen) ve oksijen akımlarına bölünmesi, yakıtın saflığını ve kalitesini kontrol altında tutabilmek açısından büyük önem taşımaktadır. Eğer oksijen yakıtı kirletirse patlayıcı bir karışım meydana gelir. Steinfield’in teknolojisi, karbon monoksit ve oksijen için %100 seçicilik, karbon dioksitten karbon monoksite %83 molar dönüşüm ve güneş enerjisi ile yakıt tüketimi arasında %5.25 enerji verimliliği göstermektedir. Rapor edilen karbon dioksit ayırma işlemi, örneğin Kalifornia’daki Ivanpah Güneş Enerjisi Tesisi gibi, güneş enerjisi termik santrallerinin verimliliğine pek ulaşmamasına rağmen doğrudan güneş enerjili termik yakıt üretimine yönelik önemli bir adımdır. California Üniversitesi’nde Güneş Enerjisi Uzmanı Frank Osterloh: “ Bildirilen %5.25 güneş-yakıt verimliliği, güneş termokimyasal karbon dioksit bölünmesi için yeni bir kayıttır.” diye belirtmektedir.

Steinfield ve ekibi şimdi ise güneş reaktörünü 50 kW güneş enerjili güç girişi ile çalışacak şekilde ölçeklendirmektedirler. Steinfield: “Örneğin, bir güneş kulesi üzerinde bir dizi güneş reaktörü modülü bulunan büyük ölçekli endüstriyel uygulamaları, halihazırda ticari güneş termik santralleri için geliştirilen güneş konsantrasyon altyapısını kullanabilir.” demiştir.

Kaynak : chemistryworld.com

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