CO2 dönüşümü için geliştirilen yeni bir elektrot, karbonu yakalama ve formik aside çevirme adımlarını tek parçada birleştiriyor. ACS Energy Letters’ta raporlanan sistem, hem baca gazı benzeri karışımlarda hem de atmosfer seviyesine yakın CO2 koşullarında mevcut elektrotlardan daha iyi performans gösterdi.
Evlerdeki ısıtma sistemleri, şömineler ve endüstriyel tesisler atmosfere karbon dioksit (CO2) salıyor. ACS Energy Letters’ta yayımlanan yeni bir çalışmada araştırmacılar, CO2’yi havadan doğrudan yakalayıp aynı anda işe yarar bir kimyasala—formik aside—dönüştürebilen yeni tip bir elektrot geliştirdiklerini bildiriyor.
Çoğu karbon yakalama yaklaşımında zorluk, yakalanan gazı verimli biçimde “değerlendirmekten” geliyor. Çünkü gerçek baca gazında CO2 tek başına değil; azot ve oksijen gibi başka gazlarla karışık halde bulunuyor. Mevcut birçok dönüştürme sistemi ise genellikle CO2 daha önceden ayrıştırılıp yoğunlaştırıldığında iyi çalışıyor; bu da pratik uygulamayı zorlaştırıyor.
CO2 dönüşümü için üç katmanlı elektrot
Donglai Pan, Myoung Hwan Oh, Wonyong Choi ve ekip arkadaşları bu sorunu aşmak için gazın içinden geçebildiği, CO2’yi tutup aynı yüzeyde dönüştürebildiği üç katmanlı bir yapı tasarladı. Elektrot; CO2 yakalayan bir malzeme, gaz geçirgen karbon kâğıt tabakası ve katalizör olarak tin(IV) oksit katmanından oluşuyor. Böylece CO2 gazı doğrudan formik aside dönüştürülebiliyor.
Formik asit; yakıt hücreleri ve çeşitli endüstriyel süreçlerde kullanılan önemli bir kimyasal. Bu maddenin doğrudan egzoz/baca gazından üretilebilmesi, karbonun yeniden kullanımını daha uygulanabilir ve maliyet açısından daha cazip hale getirebilir.
Ekip, elektrodu saf CO2 ile test ettiğinde benzer koşullardaki mevcut elektrotlara kıyasla yaklaşık %40 daha yüksek verim bildirdi. Avantaj, %15 CO2, %8 oksijen ve %77 azottan oluşan simüle baca gazında daha da belirginleşti: Yeni sistem anlamlı miktarda formik asit üretmeye devam ederken, diğer teknolojiler çok düşük çıktı verdi. Araştırmacılar ayrıca yaklaşımın atmosferdekine yakın CO2 seviyelerinde de çalışabildiğini; ileride benzer tasarımların metan gibi diğer sera gazlarına uyarlanabileceğini belirtiyor.
