admin
Başak Nur GÖKÇAM
Evlerdeki fırınlardan, şöminelerden, sanayi tesislerinden ve enerji üretim merkezlerinden çıkan egzoz gazları her gün atmosfere milyonlarca ton karbondioksit salıyor. İklim krizinin en temel nedenlerinden biri olan bu salımlar, bugüne kadar büyük ölçüde ‘yakala ve depola’ yaklaşımıyla ele alındı. Ancak bu yöntemler, karbonu ekonomik bir değere dönüştürmek yerine çoğunlukla sadece depolamaya odaklandı.
ACS Energy Letters dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma ise bu yaklaşımı kökten değiştirebilecek bir teknoloji ortaya koydu. Donglai Pan, Myoung Hwan Oh ve Wonyong Choi liderliğindeki araştırma ekibi, karbondioksiti yakalama ve dönüştürme süreçlerini tek bir elektrotta birleştiren yeni bir sistem geliştirdi. Bu sistem, karbondioksiti doğrudan formik asit gibi sanayi ve enerji sektöründe kullanılan değerli bir kimyasala dönüştürüyor.
Ayrı süreçler tek sistemde birleşti
Bugüne kadar geliştirilen karbon yakalama teknolojilerinin büyük bölümü iki aşamalı çalışıyordu. Önce karbondioksit yakalanıyor, ardından saflaştırılıyor ve daha sonra dönüştürme sistemlerine aktarılıyordu. Bu yapı hem yüksek maliyet yaratıyor hem de endüstriyel ölçekte uygulanabilirliği sınırlandırıyordu.
Yeni geliştirilen sistem ise bu iki süreci tek bir yapıda birleştiriyor. Konuya ilişkin açıklamada bulunan çalışmanın yazarlarından Wonyong Choi, “Karbon yakalama ve dönüştürmenin ayrı ayrı süreçler olmak zorunda olmadığını gösteriyoruz. Her iki işlevi tek bir elektrotta birleştirerek, gerçekçi gaz koşulları altında karbondioksit kullanımına yönelik daha basit ve uygulanabilir bir yol ortaya koyuyoruz” değerlendirmesinde bulundu.
Gerçek egzoz gazlarıyla çalışabiliyor
Teknolojinin en kritik farkı, saflaştırılmış karbondioksit gerektirmemesi. Sistem, gerçekçi baca gazı bileşimleriyle çalışabiliyor. Testlerde yüzde 15 karbondioksit, yüzde 8 oksijen ve yüzde 77 azot içeren simüle edilmiş egzoz gazı kullanıldı. Bu koşullarda yeni elektrot, mevcut karbon dönüştürme teknolojilerine kıyasla belirgin şekilde daha yüksek performans gösterdi.
Daha da önemlisi, sistemin normal atmosfer koşullarında bulunan karbondioksti seviyelerinde bile çalışabildiği ortaya kondu. Bu da teknolojinin yalnızca sanayi bacalarında değil, doğrudan hava yakalama (direct air capture) sistemlerinde de kullanılabileceğini gösteriyor.
Üç katmanlı elektrot yapısı
Yeni sistemin merkezinde üç katmanlı özel bir elektrot yer alıyor Buna göre ‘Karbondioksit yakalayıcı katman’da karbondioksiti tutan özel malzeme bulunuyor. ‘Gaz geçirgen karbon tabaka’da gaz akışını sağlayan yapıya sahip. ‘Katalitik katman’da ise kalay oksitten oluşan dönüştürücü yüzey var. Bu yapı sayesinde karbondioksit, doğrudan elektrot üzerinde formik aside dönüştürülüyor.
Araştırma, Kore Ulusal Araştırma Vakfı tarafından desteklenirken, bilim insanları bu teknolojinin endüstriyel ölçekte uygulanabilir hale gelmesi için pilot ölçekli tesis çalışmalarına geçilmesi gerektiğini vurguluyor. Çalışma, karbon yakalama teknolojilerinin geleceğinin yalnızca depolama değil, dönüştürme ve ekonomik değer üretme üzerine kurulacağını gösteren güçlü bir bilimsel referans olarak değerlendiriliyor.
Mevcut teknolojilerden daha verimli
Saf karbondioksit ile yapılan testlerde yeni elektrot, benzer laboratuvar koşullarındaki mevcut sistemlere göre yaklaşık yüzde 40 daha yüksek verimlilik sağladı. Simüle edilmiş baca gazı koşullarında ise fark daha da açıldı. Diğer teknolojiler çok düşük üretim seviyelerinde kalırken, yeni sistem anlamlı miktarda formik asit üretmeye devam etti.
