Yapay Fotosentez Karbondioksidi Yakıta Dönüştürüyor

Illinois Üniversitesi’ndeki kimyacılar, su, karbondioksit ve görünür ışığı yapay fotosentez ile sıvılaştırılabilen yakıt üretti. Karbondioksidin, propan gibi daha kompleks moleküllere dönüşümüyle, yeşil enerji teknolojileri fazla karbondioksidi güneş olmadığı zaman kimyasal bağ formunda solar enerji olarak depolamaya oldukça yaklaştı.

Yapay Fotosentez Nedir?

Bitkiler güneş ışığını su ve karbondioksit arasında solar enerjiyi glikoz olarak oluşturmak ve depolamak amacıyla kimyasal reaksiyonları başlatmak için kullanır. Yeni çalışmada, katalizör olarak elektron bakımından zengin olan altın ile beraber, bitkilerin doğal fotosentez sırasında karbondioksit ve suyu yakıta dönüştürmesinde kullandığı görünür ışık spektrumun aynı yeşil ışık miktarını kullanan yapay bir proses geliştirdiler. Kısacası bu bir yapay fotosentez olarak adlandırılmıştır.

Kimya profesörü ve araştırmanın ekibinden Prashant Jain, “Buradaki temel amaç, fazla karbondioksitten güneş ışığı gibi diğer sürdürülebilir kaynaklardan kompleks, sıvılaştırılabilir hidrokarbonlar üretmektir. Sıvı yakıtlar en ideal yakıtlardır. Çünkü gazdan daha güvenli ve daha ekonomiktir. Ayrıca uzun zincirli moleküllerden oluşturuldukları için daha fazla kimyasal bağ içerirler. Yani daha yoğun enerji toplarlar.” diye ifade ediyor.

Prashant Jain’in laboratuvarında, doktora sonrası araştırmacı ve araştırma ekibinden olan Sungju Yu: “Yapay fotosentez işlemi, yeşil ışığın emilmesi için metal katalizörleri kullanır ve karbondioksit ile su arasındaki kimyasal reaksiyonlar için gerekli elektronları ve protonları transfer eder. Bir nevi doğal fotosentezde pigment klorofilin yerine geçer.” diye ifade ediyor.

Yapay Fotosentezin Katalizörü

Jain’e göre altın nanoparçacıkları özellikle bir katalizör kadar iyi çalışır ve yüzeylerinin karbondioksit molekülleri ile olumlu bir şekilde etkileşime girdiğini, ışığı emmede etkili olduğunu ve kolayca kararabilen diğer metaller gibi kırılmadığını veya bozulmadığını söyledi.

“Hidrokarbon yakıt bağlarında depolanan enerjinin serbest bırakılmasının birkaç yolu vardır. Ancak, geleneksel basit yakma yöntemi, daha fazla CO2 üreterek sona erer. Bu da güneş enerjisinin ilk etapta toplanması ve depolanması fikrine karşı verimdir.”diye ifade ediyor Jain.

Yine Jain’in ifadesine göre: “Bu süreçte oluşturulan hidrokarbonlardan daha geleneksel olmayan potansiyel basit kullanımlar da var. Mesela bu yöntem elektrik akımı ve voltaj üreterek yakıt hücrelerine güç sağlamak için kullanılabilir. Dünya genelinde hidrokarbonun elektriğe dönüşümünün nasıl verimli bir şekilde yapılabileceğini çözmeye çalışan laboratuvarlar var.”

Bu karbondioksit-sıvı yakıtının gelişmesi yeşil enerji teknolojisi için ne kadar heyecan verici olsa da, araştırmacılar Jain’in yapay fotosentez işleminin bitkilerde olduğu kadar verimli olmadığını kabul ediyor.

Jain’e göre: “Kimyasal reaksiyonların etkinliğini artırmak için katalizörün nasıl ayarlanacağını öğrenmemiz gerekiyor. Öyleyse, sürecin nasıl veriminin artırılacağına karar vermek için sıkı çalışmaya başlayabiliriz. Ayrıca herhangi bir standart enerji teknolojisi gibi, cevaplanması gereken birçok ekonomik fizibilite sorusu da olacak.”

Sizce yapay fotosentez sürdürülebilir yakıt üretiminde bir dönüm noktası olacak mı? Düşüncelerinizi yorum kısmında belirtmeyi unutmayın.

Kaynak: ScienceDaily