Karbondioksiti Değerlendirebilen Yüksek Verimli Fotokatalist

DGIST’deki Enerji Bilimi ve Mühendisliği araştırma ekibi, basit bir indirgeme yöntemi kullanarak karbondioksiti metana dönüştüren titanyum dioksit (TiO2) esaslı yüksek verimli fotokatalist geliştirmeyi başardı.

Araştırma ekibi tarafından geliştirilen fotokatalistler, karbondioksiti metan gibi yakıtlara dönüştürmek için kullanılabilir. Bu yüzden, karbondioksit azaltımı ve kaynak ıslahı için teknolojilere uygulanması beklenmektedir.

Bilindiği üzere, sera gazlarının, özellikle de CO2‘nin antropojenik emisyonu, küresel iklim değişikliğini yönlendiren önemli bir faktördür; sürdürülebilir, düşük karbonlu, kolayca taşınabilir yakıtlar, modern toplumun en baskın ihtiyaçlarından biridir. Bu amaçla, küresel ısınmaya büyük katkıda bulunan karbondioksitin hidrojen, metan, etanol, metanol ve butanol gibi kullanılabilir bir yakıta dönüştürülmesi için yollar bulmak adına dünya çapında devam eden bir çaba var.

Karbondioksiti bir kaynak olarak kullanmak için, karbondioksiti yakıt haline dönüştürürken dönüşüm ve ışık emilim verimliliğini artırmak ve fotokatalistlerin  ikincil zararlı maddeleri önlemeye yardımcı olmasını sağlamak şarttır.

Titanyum dioksit, bakır oksit ve indirgenmiş grafen oksit gibi malzemeleri sentezleyen ya da fotokatalizör malzemesinin yapısını ve yüzeyini kontrol eden yüksek verimli fotokatalist geliştirme teknolojisi, karbondioksit geri dönüşüm teknolojisinin çekirdeği olarak kabul edilmektedir.

Şaşırtıcı bir şekilde, DGIST araştırma ekibi düşük sıcaklıklarda titanyum dioksit (TiO2) ‘i güçlü bir indirgeyici reaktif olan sodyum borohidrit (NaBH4) kullanarak hızlıca indirgeyen bir sentez yöntemi keşfetti.

Çalışmada, bu sentez yöntemini kullanan titanyum dioksit esaslı fotokatalistler fotokimyasal karbondioksite % 12.49 oranında metan dönüşümü gösterdi ki bu da bugüne kadar piyasaya sürülen fotokatalizörler arasında en yüksek dönüşüm oranını temsil etmektedir.

Ek olarak, araştırma ekibi tarafından geliştirilen fotokatalist, titanyum dioksit yüzeyindeki oksijen atomlarını kırarak oksitlenme sayısını 4’den 3’e dönüşmesiyle kontrollü bant aralığına sahiptir. Bu değişiklik, ışık emme miktarını arttırır ve yükü etkin bir şekilde ayırır, böylece karbondioksitin daha yüksek karbon dönüşümüne neden olur. Üstelik, deney, aynı zamanda karbondioksitin metan dönüşümünün etkinliğinin platin nanopartikülleri kullanılarak 29 katına kadar çıkarılabileceğini kanıtladı.

Profesör In, “Yeni geliştirilen titanyum dioksit fotokatalizörü olağanüstü karbondioksit dönüştürme verimliliğinin yanı sıra mükemmel kararlılığa sahip olmasıyla da diğer fotokatalistlerden daha üstün ” dedi. Ayrıca, “Dönüşüm verimliliğini ticarileştirilebilecek kadar arttırmak için daha fazla araştırma yaparak karbondioksit azaltma ve geri dönüşüm teknolojisinin geliştirilmesine katkıda bulunmak istiyoruz” dedi.

Bu çalışma, 20 Kasım’da uluslararası malzeme bilimi dergisi Materials Today’ın internet üzerindeki baskısında yayınlandı.

Kaynak : sciencedaily.com