Alpkan Koç
Başak Nur GÖKÇAM
[email protected]
Dünya ekonomisi, bir yandan karbondan arındırılmış temiz enerji kaynakları ararken diğer yandan her geçen gün büyüyen petrokimyasal atık dağlarıyla yüzleşiyor. Küresel ölçekte doğaya ve çöplüklere terk edilen plastik atıkların oranı yüzde 79 gibi devasa bir seviyeye ulaşmış durumda. Toplanan atıkların yüzde 12’si ise fırınlarda yakılarak atmosfere tonlarca karbondioksit salımına yol açıyor. Geleneksel mekanik geri dönüşüm süreçleri, su şişelerinden alışveriş poşetlerine, araç gösterge panellerinden ambalajlara kadar hayatın her alanını kuşatan farklı türdeki plastikleri tek tek ayırmayı gerektiriyor. Bu ayıklama süreci, yüksek işçilik maliyetleri, karmaşık makine parkurları ve yoğun enerji tüketimi nedeniyle işletmeler için devasa bir ekonomik yük yaratıyor. İşte tam bu noktada bilim dünyası, çöp ile enerji arasındaki çizgiyi silen radikal bir yeniliğe imza atıyor.
Geri dönüşümde ezber bozuluyor
Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde (PNAS) yayınlanan araştırma, plastik krizinin çözümüne yepyeni bir vizyon sunuyor. UCLA Samueli Mühendislik Fakültesi ile Güney Kore’deki Ewha Kadın Üniversitesi’nden bilim insanlarının ortaklaşa geliştirdiği ‘Alkali Termal İşlem’ (ATT) adı verilen kimyasal süreç, geleneksel yüksek sıcaklıklı gazlaştırma yöntemlerine kıyasla son derece düşük sıcaklıklarda çalışıyor. Bu teknoloji, günlük hayatın merkezinde yer alan polietilen tereftalat (PET), polietilen (PE) ve polipropilen (PP) atıklarını tek bir reaktör içinde, önceden hiçbir tür ayıklaması yapmaya gerek kalmadan doğrudan yüksek saflıkta hidrojen gazına dönüştürebiliyor.
Çifte çözüm formülü
ATT teknolojisi, sodyum hidroksitin ısı altında organik maddelerle reaksiyona girmesi esasında dayanıyor. Reaktöre giren karışık plastik kütlesi, kimyasal reaksiyonlar sonucunda yüzde 90’ın üzerinde saflığa sahip hidrojen yakıtına dönüşüyor. Üstelik işlem sırasında plastiğin yapısındaki karbon, karbondioksit gazı şeklinde atmosfere kaçmak yerine yakalanarak katı mineral formunda depolanıyor.
Bu çifte etkiyi değerlendiren UCLA Samueli’nin Ronald ve Valerie Sugar Dekanı ve kimya ve biyomoleküler mühendisliği profesörü olan, makalenin ortak yazarlarından Ah-Hyung Alissa Park, “Aynı anda iki acil küresel sorunu çözüyoruz. Plastik atıklar endişe verici oranlarda birikiyor ve temiz hidrojen, enerjinin karbondan arındırılması için şart. Bu teknoloji, bu iki zorluğun da üstesinden yaratıcı ve ölçeklenebilir bir şekilde geliyor” dedi.
Teknolojinin kökeni aslında tamamen organik ve doğa dostu bir vizyona dayanıyor. Park ve çalışmanın ortak yazarlarından, Ewha Kadın Üniversitesi’nde kimya mühendisliği ve malzeme bilimi profesörü olan Woo-Jae Kim de, “Bu süreci başlangıçta deniz yosunu gibi biyokütleden hidrojen üretmenin karbon nötr bir yolu olarak geliştirdik” açıklamasında bulundu.
Geleneksel termal işlem ve ATT farkı
Geleneksel gazlaştırma ve tesis yakma yöntemleri 1000 dereceyi aşan yüksek sıcaklıklara ve muazzam miktarda enerji girdisine ihtiyaç duyar. Buna karşın Alkali Termal İşlem (ATT), sodyum hidroksit yardımıyla çok daha düşük ısı seviyelerinde tepkimeyi başlatarak reaktör çalıştırma maliyetlerini belirgin ölçüde düşürür. Süreçteki bir diğer kritik üstünlük ise karbon yakalama mekanizmasında saklıdır. Standart yakma tesisleri plastik polimerindeki karbonu sera gazı olan karbondioksit formunda bacalardan atmosfere salarken, ATT reaksiyonu karbonu doğrudan katı mineral formunda hapsederek termal tesislerin sebep olduğu emisyon yükünü tamamen ortadan kaldırır.
Temiz hidrojen pazarı ve maliyet avantajı
Küresel yeşil ve temiz hidrojen pazarının önümüzdeki on yılda katlanarak büyümesi ve yıllık trilyon dolarlık enerji dönüşümünün merkezine yerleşmesi öngörülüyor. Günümüzde yeşil hidrojen elde etmenin en büyük maliyet kalemini su elektrolizi için harcanan yüksek elektrik enerjisi oluşturur. ATT teknolojisi ise ham madde olarak sıfır veya eksi maliyetli şehir atığı plastikleri kullandığı için birim hidrojen üretim harcamalarını radikal seviyelerde aşağı çeker. Bu durum sanayi kuruluşlarının karbon vergisi yükünü hafifletirken, petrokimya atıklarından yüksek katma değerli yakıt türetilmesine olanak tanır.
