Bilim
Karbondioksiti Yararlı Kimyasallara Dönüştürmek
Sera gazı karbondioksitini faydalı kimyasallara dönüştürmek için güneşin gücünden yararlanmak, Oldenburg Üniversitesi'ndeki yeni bir araştırma grubunun hedefidir. Kimyager Dr. Lars Mohrhusen liderliğindeki uluslararası ekip özellikle sürdürülebilir bir yaklaşım izlemektedir. Araştırmacılar, oldukça atıl sera gazını güneş ışığının yardımıyla kimyasal olarak aktive edecek değerli metal içermeyen katalizörler geliştirmeyi planlamaktadır.
Oldenburg Üniversitesi Rektörü Prof. Dr. Ralph Bruder, ‘Yeni genç araştırma grubunun çalışması, şu anda kullanımda olan değerli metal katalizörlerin yerini alacak ucuz ve uzun vadeli dayanıklı malzemeler bulmayı amaçlıyor. BMBF'nin fon onayı, Oldenburg Üniversitesi'nin kataliz ve nanomalzemeler alanlarındaki büyük disiplinlerarası uzmanlığını takdir ediyor ve bu araştırmanın toplum için büyük öneminin altını çiziyor” diyerek açıklamıştır.
Mohrhusen ve ekibi, projesinde titanyum dioksit gibi kolaylıkla bulunabilen ve ucuz bileşenlere dayalı katalizör malzemeleri geliştirmek istiyordur. Amaç, sera gazı karbondioksitini mümkün olduğu kadar az enerji girdisi ile metan, metanol veya formaldehit gibi maddelere dönüştürmek ve daha sonra kimya endüstrisi tarafından plastiklere veya sentetik yakıtlara dönüştürülebilmektir. Mohrhusen, ‘Şimdiye kadar, değerli metaller içeren katalizörler genellikle karbondioksit gibi maddeleri genellikle yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklarda dönüştürmek için kullanılıyordu.’ diyerek açıklamıştır. Doğru reaksiyon koşullarını elde etmek için gereken büyük miktarda enerjiye ek olarak, bu malzemeler genellikle pahalı olma ve özellikle dayanıklı olmama dezavantajına sahiptir. Örneğin, yabancı maddeler katalizör malzemesini kolayca zehirleyebilir ve zamanla daha az aktif hale getirebilmektedir.
Projede Mohrhusen ve ekibi, hibrit katalizör malzemelerinin iki farklı model sistemini araştırmak istiyordur. Bir yandan titanyum dioksitin yarı metal nanopartiküllerle kombinasyonları üretilecek, diğer yandan oksit yüzeyleri üzerindeki organik yapılar üretilecektir. Araştırmacılar daha sonra bu sistemleri, genellikle ultra yüksek vakum koşulları gerektiren farklı yöntemler kullanarak mikroskobik hassasiyetle karakterize etmek istiyorlardır. Her iki durumda da bunlar fotokatalizörler olarak adlandırılan ışığa maruz kaldığında katalitik olarak aktif hale gelen katalizörlerdir. Güneş ışınımı malzemede yük taşıyıcıları oluşturmaktadır. Bunlar daha sonra karbondioksitle kimyasal olarak reaksiyona girebilmektedir. Mohrhusen, ‘Bu model katalizörleri kullanarak, hangi malzeme özelliklerinin reaktiviteye ve aynı zamanda sistemlerin kararlılığına katkıda bulunduğunu atomik düzeyde ayrıntılı olarak anlamak istiyoruz’ demiştir. Büyük reaktörlerdeki teknik koşullar altında bu genellikle kolaylıkla mümkün olmamaktadır.
Üçüncü bir alt projede ekip, model katalizörleri daha gerçekçi koşullar altında test etmek için mikro test reaktörleri geliştirmek istiyordur. Malzemeler, örneğin karbondioksit, hidrojen ve sudan oluşan bir gaz karışımıyla özel bir odada temas ettirilir ve aynı anda ışıkla ışınlanmaktadır. Bu sırada araştırmacılar reaksiyon ürünlerinin oluşumunu analiz ediyorlardır. Ayrıca testler tamamlandıktan sonra reaksiyonun katalizör malzemelerinde neden olduğu yapısal değişiklikleri de araştırabilmektedirler.
Bassma BOUANANI
