Karbondioksitten Elektrik ve Kimyasal Üreten Elektrokimyasal Hücre
Araştırmacılara göre alüminyum ve oksijen kullanarak çalışan bu hücre karbondioksiti kullanışlı kimyasallara dönüştürebiliyor. Bu süreçte bol miktarda elektrik enerjisi de elde ediliyor.
Yüksek oranda karbon kazanımı, kullanımı ve ayrıştırılması teknolojileri (CCUS), karbondioksit kazanımında için ne kadar enerji gerektiğine göre sınırlı olabilir. Bununla birlikte, karbondioksitin depolanıp işe yarar kimyasallara ve yakıta dönüştürülmesinin, geliştirilmesi zor bir yöntem olduğu düşünülüyor.
Kimya mühendisi Lynden Archer ve Cornell Üniversitesi’ndeki diğer meslektaşları sadece karbondioksit kazanımı sağlamayan, aynı zamanda elektrik de üretebilen bir sistem üzerine çalışmaya başladılar. Hipotezlerine göre, bu sistemde anot olarak bir metal, katot olarak ise karbondioksit ve oksijen karışımı kullanılabilir. Anot ve katot arasındaki elektrokimyasal reaksiyonlar karbondioksiti karbondioksit zengini bileşiklere ayırırken aynı zamanda elektrik de üretebilir.
Archer ve meslektaşı Wajdi Al Sadat bulgularını Science Advance’in 20 temmuz sayısında açıkladılar.
“Bu tür elektrokimyasal sistemlerde daha önce anot olarak lityum, sodyum ve magnezyum kullanıldı. Bu maddeler karbonu “kullanışlı olmayan karbonatlara” dönüştürdü,” diyor Archer. “Daha sonra yer kürede bol miktarda bulunan 3. element olan Alüminyumu kullanmak aklımıza geldi. Bol miktarda olması onu ucuz yapıyor. Ayrıca lityum ve sodyumdan daha az reaktif olduğu için üzerinde çalışması daha güvenli oluyor,” şeklinde ekliyor Archer.
Bu sistemde anot alüminyum folyodan oluşurken katot ise gözenekli ve iletken bir madde olan paslanmaz çelik ağından oluşuyor. Bu yapı sayesinde karbondioksit ve oksijen çeliğin içinden rahatça geçebiliyor. Elektrolit ise anot ve katot arasıdaki bağlantıyı sağlayan, sayesinde moleküllerin dağılabildiği bir sıvı olarak rol oynuyor.
Yapılan deneylerde bu hücre katalizatör veya yüksek derecede sıcaklığa gerek duymadan, kazanılan her gram karbon başına 13 amper-saat elektrik üretebiliyor. Ayrıca, karbondioksiti alüminyum oksalata dönüştürüyor, ki bu da endüstride sık ihtiyaç duyulan bir kimyasal olan oksalat asidine kolayca dönüşebiliyor. “Bu elverişli ürün plastik ve daha birçok ürün için iyi bir başlangıç maddesi,” diyor Archer. “Teorik olarak, katoda yeni bileşikler eklemek karbondioksitin başka elverişli kimyasallara dönüşmesini sağlayabilir,” şeklinde ekliyor.
Archer’a göre, eğer elektrolit su ile kontağa girerse fonksiyonunu kaybedebilir. Fabrikaların veya elektrik santrallerinin saldığı karbondioksiti işleme tabi tutan bu sistem, eğer karbondioksit nem barındırıyorsa çalışmayabilir. “Buna rağmen, suya karşı daha az hassas olan bir elektrolit bulmak da mümkün,” diyor Archer.
Kaynak : ieee.org
