Yeni Malzeme Karbondioksiti Yakalıyor
Fotoğraf: Bu yeni gözenekli koordinasyon polimeri, seçici bir şekilde CO2 yakalamayı sağlayan ve CO2‘i verimli bir şekilde yararlı karbon materyallerine dönüştüren pervane şeklindeki moleküler yapılara sahiptir.
Seçici olarak karbondioksit (CO2) moleküllerini yakalayabilen ve bunları verimli bir şekilde yararlı organik maddelere dönüştürebilen yeni bir malzeme, Kyoto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar ve ayrıca Çin’deki Tokyo Üniversitesi ve Jiangsu Normal Üniversitesi’ndeki meslektaşları tarafından geliştirilmiştir. Araştırmacılar yeni materyali Nature Communications dergisinde tanımladılar.
Fosil yakıtların tüketimi, küresel ısınma ve iklim değişikliği ile ilgili ciddi sorunlara yol açan küresel CO2 emisyonlarının artmasına neden olmuştur. Bunu engellemenin olası bir yolu, atmosferdeki karbonu yakalamak ve tutmaktır. Ancak mevcut yöntemler oldukça enerji yoğunlukludur. Düşük CO2 reaktivitesi, verimli bir şekilde yakalanmasını ve dönüştürülmesini zorlaştırır.
Kyoto Üniversitesi Entegre Hücre Bilimi Bilimleri Enstitüsü’nde (iCeMS) malzeme kimyageri olan Ken-ichi Otake, “CO2 moleküllerine karşı yüksek afiniteye sahip, ayrıca onu hızlı ve etkili bir şekilde yararlı organik materyallere dönüştürebilen gözenekli bir malzeme tasarladık” diyor.
Malzeme, çinko metal iyonlarından oluşan bir çerçeve olan gözenekli bir koordinasyon polimeridir (GKP, MOÇ olarak da bilinir; metal-organik çerçeve).Araştırmacılar materyali X-ışını yapısal analizi kullanarak test etmiş ve sadece CO2 moleküllerini seçerek diğer GKP’lere göre on kat daha verimli olarak yakalayabildiğini bulmuşlardır.
Materyal, pervane benzeri bir moleküler yapılı organik bileşene sahiptir ve CO2 molekülleri yapıya yaklaştıkça, C02 hapsine izin vermek üzere dönerler ve yeniden düzenlenirler, bu da PCP içindeki moleküler kanallarda hafif değişikliklere neden olur. Bu, onun molekülleri boyut ve şekle göre tanıyabilen moleküler bir elek olarak işlev görmesini sağlar. GKP ayrıca geri dönüştürülebilirdir; Katalizörün etkinliği 10 reaksiyon döngüsünden sonra bile düşmemiştir.
Kyoto Üniversitesi’ndeki malzeme kimyacısı Susumu Kitagawa, “Karbon yakalamaya en yeşil yaklaşımlardan biri karbon dioksitin, petrokimya ve eczacılıkta kullanılabilecek siklik karbonatlar gibi yüksek değerli kimyasallara geri dönüştürülmesidir” diyor.
Karbonu tuttuktan sonra dönüştürülen malzeme; giyim, ev aletleri ve paketleme dahil çok çeşitli uygulamalara sahip bir malzeme olan poliüretan yapmak için kullanılabilir.
Bu çalışma, gözenekli koordinasyon polimerlerinin karbondioksiti hapsetme ve faydalı materyallere dönüştürme potansiyelini vurgulayarak, gelecekteki karbon yakalama malzemeleri üzerine araştırmalar için bir yol açıyor.
Kaynak: phys.org
