Bir araştırma ekibi, petrol ve gaz endüstrilerinde yaygın olarak kullanılan önemli bir katalitik reaksiyon geliştirdi. Bu yenilik geniş düzeyde enerji tasarrufuna ve kirliliğin azalmasına öncü olabilir.

Nikel kümeleri (gümüş küreler) üzerindeki metan karbon-hidrojen bağı aktivasyonu, yüzeydeki düşük karbon konsantrasyonları (nikel kümesindeki kahverengi küreler) veya pozitif bir elektrik alanı ile desteklenmektedir.

Araştırma, Jean-Sabin McEwen (yardımcı doçent) ve Su Uha (ortak profesör), Gene ve Linda Voiland WSU Kimya Mühendisliği ve Biyomühendislik Okulu tarafından yürütülüyor.

Verimli olarak metan dönüşümü

Metan gazı, petrol ve gaz endüstrisinin çoğundaki uygulamalar sırasında biriken ve güvenlik kaygısına neden olan bir yan üründür. Metan, ayrıca evleri ısıtmak için kullanılan doğal gazın birincil bileşenidir ve elektrik de dahil olmak üzere birçok faydalı ürüne dönüştürülmektedir. Fakat karbon ve hidrojen arasındaki güçlü bağın koparılması muazzam miktarda enerji gerektirmektedir. McEwen  “Çok mutlu bir molekül, ayrılmak istemiyor.” şeklinde yorumlamaktadır.

Metanı dönüştürmek için, petrol ve gaz endüstrisi genellikle nikel bazlı bir katalizör kullanır. Yeryüzünde devasa alevlerin çıktığı yerlerde metanı yakmak genellikle daha az pahalıdır; ancak bununla birlikte, bu olay atmosfere sera gazı yayarak küresel ısınmaya katkıda bulunur ve enerjiyi boşa harcar. Örneğin; ABD’de yıllık yakılan metan miktarı, ülkenin doğal gaz tüketiminin %25’ine eşittir.

“Şu an tüm bu gazları boşa harcıyoruz. Killi şist ya da gaz alanlarındaki metanın elektrik enerjisine ya da faydalı ürünlere etkili ve verimli bir şekilde dönüşümü oldukça yararlı olacaktır.” dedi Ha.

Nikel karbit etkili bir katalizör

Araştırmacılar, nikel bazlı katalizör içine az miktarda karbon ekleyerek karbon ve hidrojen atomları arasındaki bağı koparmak için gerekli enerjiyi önemli ölçüde azaltabileceklerini belirtti. Böylece pozitif bir elektrik alanı yaratan nikel karbür oluşmaktadır. Bu yeni katalizör metan molekülündeki hidrojen-karbon bağını zayıflatarak çok daha düşük sıcaklıklarda metanın parçalanmasını sağlamaktadır.

Araştırmacılar, katalizördeki çok fazla karbonun reaksiyonu durdurduğunu, çok düşük konsantrasyonlarda ise reaksiyonun hızlandığını tespit ettiler. Tepkimenin kinetik hız modelini oluşturdular ve bunu deneysel olarak göstermek için çalışıyorlar.

Ha, “Deneyselcilerin ve sayısal araştırmacıların araştırma alanını geliştirmek için birlikte çalışarak araştırmayı yürütmeleri oldukça heyecan verici. Çığır açan teknolojilerin geliştirilmesi için bilimler alanında bu gibi uygulamaların daha sık yapılması gerekiyor.” dedi.

Kaynak : sciencedaily.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.