Yakıtların yanması, her gün milyonlarca arabanın çalışması ve daha birçok etken sonucu dışarı salınan CO2 gazı hem sağlığımızı hem de doğayı olumsuz bir şekilde etkiliyor. Belli bir oranda yaşamın devamı için gerekli olan CO2 uzun zamandır ihtiyaçtan çok kabus haline gelmeye başlıyor.

f13669375541761c1027e9837cb1d7ef

 

Fotosentez olayın da bitkiler CO2 alır ve sonucunda enerji ve şeker üretirler. Illionis Üniversitesi, Argonne Ulusal Enerji laboratuarlarında yapılan araştırma ise bitkilerden ilham alarak güneş ışığının da yardımıyla CO2 gazından enerji üretmenin yollarını arıyorlardı.

Bu konudaki en büyük zorluk CO2 ‘in kullanılabilir enerji kaynağına dönüşebilmesi için gerekli olan katalizörü bulmaktı. Doğada bitkiler CO2’den şeker ve enerji elde etmek için organik katalizör olan enzimleri kullanırken, araştırmacılar ise bu işlev için ‘Tungsten diselenide’yi seçtiler. Bu metal ile reaksiyona girmesi istenen yüzey alanı artırılarak bir nevi katalizör işlevi eklenmiş oluyorlar. Bu katalizörün de katkılarıyla karbondioksit gazından daha reaktif özellikte olan karbonmonoksit gazı elde ediliyor. Karbonmonoksite çevirmelerinin nedeni ise zaten bu gazı kullanarak kullanılabilir enerji elde etmenin yollarının biliniyor olması. Örneğin; metanol.

Yapılan işlem aslında tam anlamıyla yapay bir yaprak üretmek. İşlem basamakları ve girdiler doğadaki fotosentez olayıyla neredeyse aynı özellikleri taşıyor. Gerekenler, enerji için biraz güneş ışığı, su ve CO2. Deneyde ise farklılık gösteren kısım ortaya çıkan ürünün farklı olması.

Deneyin işlem basamakları ise 3 ana çizgiden oluşuyor bunlar;

  1. Gelen fotonların, yani ışık paketlerinin negatif yüklü elektron çiftleri ve onlara karşılık pozitif yüklü ‘delikler’ olarak çevrilerek birbirlerinden ayrılması,
  2. İkinci aşamada deliklerin su molekülleri ile tepkimeye girmesi ile protonların ve O2 molekülünün elde edilmesi,
  3. Protonlar, elektronlar ve CO2‘in tepkimesi sonucunda CO ve su elde edilmesi.

Çalışmaların sonucunda kazanımın yüksek oranda olduğu ve yapılan işlemler de minimum düzeyde enerji kaybı yaşandığı kaydedilmiş.

Kullanılan katalizörün seçimi ise ayrı bir avantaj sağlıyor çünkü tungsten diselenidin ömrü 100 yıldan fazla. Böylece hem enerji kaybı yaşanmadan hem de uzun ömürlü malzemeler sayesinde hem doğaya hem insanlara büyük oranda fayda sağlanmış oluyor.

Karbondioksitten yakıt üretimi aslında yeni bir şey değil ve yıllardır bilim adamlarını uğraştıran bir konu. Bununla Pyrococcus-1ilgili bir diğer çalışma ise UGA Biyoenerji Sistemleri Araştırma Enstitüsü üyesi olan Michael Adams tarafından yapılıyor. Adam’ın yapmaya çalıştığı, CO2’i kullanarak faydalı ürüne dönüştüren mikroorganizmaların yapısı ile oynayarak, daha faydalı ürünler elde etmek. Çalışmanın başrol oyuncusu ve ilham kaynağı, Pyrococcus furiosus sıcak okyanuslarda yaşayan (jeotermel hava delikleri yakınlarında) bir canlı. Adams ve ekibinin bu canlıya yapmak istediği ise bu işini daha düşük sıcaklıklarda da yapabiliyor olmasını sağlamak.

Elde edilen ürün ise endüstri de birçok alanda kullanılabilir ürünler oluyor. Ayrıca Kullanılan CO2

kadar CO2 çıkması, bu yöntemi benzin, kömür gibi yakıtlardan daha avantajlı hale getiriyor.

Kaynak;

Argonne National Laboratory.(2016).A New Leaf: Scientists Turn Carbon dioxide back into fuel.https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160730154602.htm