Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, güneşten enerji çekerek plastik atıkları ve sera gazlarını aynı anda iki kimyasal ürüne dönüştürebilen türünün ilk örneği bir sistem geliştirdi.
Güneş enerjisiyle çalışan bir reaktörde karbondioksit (CO2) ve plastikler sürdürülebilir yakıtlara ve çeşitli endüstrilerde kullanılan değerli ürünlere dönüştürülüyor.
Sonuçlar Nature Synthesis dergisinde raporlandı.
Makalenin kıdemli yazarı Yusuf Hamied Kimya Bölümü’nden Profesör Erwin Reisner yaptığı açıklamada, “Atıkları güneş enerjisi kullanarak faydalı bir şeye dönüştürmek araştırmamızın ana hedeflerinden biri” dedi. “Plastik kirliliği dünya çapında büyük bir sorun ve çoğu zaman geri dönüşüm kutularına attığımız plastiklerin çoğu yakılıyor ya da çöpe gidiyor.”
Daha sürdürülebilir, döngüsel bir ekonomiye geçişte önemli bir adım.
Sistem, CO2’yi sürdürülebilir sıvı yakıtlar için bir yapı taşı olan sentez gazına ve plastik şişeleri kozmetik endüstrisinde düzenli olarak kullanılan glikolik aside dönüştürdü. Ayrıca reaktördeki katalizörün türüne bağlı olarak farklı ürünler de üretebiliyor.
Makalenin ilk yazarı Subhajit Bhattacharjee, “Plastik kirliliği ve sera gazlarını aynı anda ele almaya yardımcı olabilecek güneş enerjisiyle çalışan bir teknoloji, döngüsel bir ekonominin geliştirilmesinde oyunun kurallarını değiştirebilir” dedi.
Bhattacharjee, “Bu sistemi bu kadar özel kılan şey çok yönlülüğü ve ayarlanabilirliğidir – şu anda oldukça basit karbon bazlı moleküller üretiyoruz, ancak gelecekte sadece katalizörü değiştirerek sistemi çok daha karmaşık ürünler üretecek şekilde ayarlayabiliriz” dedi.
Atıklardan yüksek değerli ürünleri verimli bir şekilde üretebilen bir sistem
Entegre reaktör, biri plastik diğeri sera gazları için olmak üzere iki ayrı odaya sahiptir. Reaktör ayrıca perovskite dayalı bir ışık emici içermektedir.
Farklı katalizörler tasarlanmış ve bunlar daha sonra ışık emiciye entegre edilmiştir. Normal sıcaklık ve basınç koşulları altında yapılan testlerde reaktörün PET plastik şişeleri ve CO2’yi glikolik asidin yanı sıra CO, sentez gazı veya format gibi farklı karbon bazlı yakıtlara verimli bir şekilde dönüştürebildiği ortaya çıktı.
Açıklamada ayrıca reaktörün ürünleri geleneksel fotokatalitik CO2 indirgeme süreçlerinden daha yüksek bir oranda ürettiği vurgulandı.
Rahaman, “Genel olarak CO2 dönüşümü çok fazla enerji gerektirir, ancak bizim sistemimizle, temelde sadece ona bir ışık tutarsınız ve zararlı ürünleri yararlı ve sürdürülebilir bir şeye dönüştürmeye başlar” dedi. “Bu sistemden önce, yüksek değerli ürünleri seçici ve verimli bir şekilde yapabilecek hiçbir şeyimiz yoktu.”
Önümüzdeki beş yıl içinde sistem belki de bir geri dönüşüm tesisine güç sağlayabilir.
Reisner kısa süre önce Avrupa Araştırma Konseyi’nden güneş enerjisiyle çalışan reaktörlerinin geliştirilmesine yardımcı olmak üzere yeni bir fon aldı.
Araştırmacılar daha karmaşık moleküller üretmek için reaktörü daha da geliştirmeyi umuyor. Bir gün, güneş enerjisiyle çalışan bir geri dönüşüm tesisi geliştirmek için kullanılabilir.
Çalışma Özeti:
CO2 ve plastiklerin güneş enerjisiyle katma değerli ürünlere dönüştürülmesi, döngüsel bir ekonomiye doğru potansiyel sürdürülebilir bir yol sağlar, ancak entegre bir süreçte eşzamanlı olarak dönüştürülmeleri zordur. Burada, CO2 dönüşümü için plastiğin yeniden biçimlendirilmesiyle birleştirilmiş çok yönlü bir fotoelektrokimyasal platform tanıtılmaktadır. Perovskit tabanlı fotokatot, sırasıyla CO, sentez gazı ve format üreten moleküler kobalt porfirin, Cu91In9 alaşımı ve format dehidrojenaz enzimi gibi farklı CO2-indirgeme katalizörlerinin entegrasyonunu sağlar. Cu27Pd73 alaşımlı anot, polietilen tereftalat plastikleri alkali çözeltide seçici olarak glikolata dönüştürür. Genel tek ışık emici fotoelektrokimyasal sistem, dahili bir kimyasal önyargı yardımıyla ve sıfır uygulanan voltaj altında çalışır. Sistem, önyargısız, çift ışık emici tandemlere benzer şekilde performans gösterir ve fotokatalitik süspansiyon işlemlerinden yaklaşık 10-100 kat daha yüksek üretim oranları gösterir. Bu bulgu, güneş ışığından güç alan umut verici ve sürdürülebilir bir teknoloji olarak plastikten kimyasala dönüşümle birleştirilmiş verimli fotoelektrokimyasal CO2-yakıt üretimini göstermektedir.
Kaynak:
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.