Çinli araştırmacılar, karbondioksit ve suyu doğrudan petrol türevlerinin temel bileşenlerine dönüştürebilen, güneş enerjisiyle çalışan yeni bir yöntem geliştirdi. Doğadaki fotosentez sürecini taklit eden bu yaklaşım, fosil yakıtlara bağımlılığı azaltabilecek sürdürülebilir yakıt üretimi açısından önemli bir eşik olarak görülüyor.
Geliştirilen sistem, bitkilerin güneş ışığı, su ve karbondioksiti kullanarak enerji üretmesini temel alan fotosentez mekanizmasını yapay bir ortama uyarlıyor. Araştırmacılar, bu yöntemin, yakıt üretimini daha sürdürülebilir hale getirmeyi amaçladığını belirtiyor.
Nasıl çalışıyor?
Bu kapsamda ekip, karbondioksitin faydalı kimyasallara dönüştürülmesini sağlayan reaksiyonların verimini artırmak için küçük miktarlarda elektrik enerjisini depolayabilen özel bir materyal tasarladı.
Bu enerji depolama özelliği, güneş ışığından elde edilen enerjinin doğrudan kimyasal dönüşümlerde kullanılmasına olanak tanıyor ve sürecin genel verimliliğini önemli ölçüde artırıyor.
Sistem, karbondioksiti farklı kimyasal bileşiklere dönüştüren katalizörlerle birlikte kullanıldığında güneş enerjisiyle karbon monoksit üretimini mümkün kıldı. Karbon monoksit, daha sonra işlenerek sıvı hidrokarbonlara, yani petrol benzeri yakıtlara dönüştürülebiliyor.
Bu özellik, özellikle havacılık ve deniz taşımacılığı gibi elektrifikasyonu zor sektörler için alternatif bir çözüm sunuyor. Yüksek enerji yoğunluğu gerektiren bu alanlarda, sıvı yakıtların yerini alabilecek sürdürülebilir seçenekler kritik önem taşıyor.
Mevcut altyapıyla uyumlu
Bilim insanlarına göre ışıkla tetiklenen karbondioksit dönüşümü yani fotokataliz, hem sera gazı emisyonlarını azaltmak hem de doğal kaynaklar üzerindeki baskıyı hafifletmek açısından giderek daha fazla ilgi görüyor. Bu alandaki en cazip uygulamalardan biri ise güneş enerjisi kullanılarak üretilen ve fosil yakıtlara benzer özellikler taşıyan “güneş yakıtları”.
Bu yakıtlar, mevcut yakıt altyapısıyla uyumlu çalışabildiği için enerji sistemlerinde köklü değişiklikler yapılmadan kullanılabiliyor. Süreç, karbondioksitin önce karbon monoksit gibi ara kimyasallara, ardından da sıvı hidrokarbonlara dönüştürülmesini içeriyor. Araştırmacılar, güneş yakıtı üretiminde kullanılan önceki sistemlerde reaksiyonların hızlandırılması için bazı organik maddelere bağımlı olunduğunu belirtiyor. Bu maddeler süreç sırasında tamamen tüketildiği için yöntem hem sürdürülebilirlik hem de maliyet açısından dezavantaj oluşturuyordu.
Doğal fotosentezde ise bu sorun, ışıkla oluşan elektronları geçici olarak depolayan özel moleküller sayesinde aşılabiliyor. Bu mekanizmadan ilham alan ekip, yapay fotosentez sistemine benzer bir yük depolama yaklaşımı entegre etmiş durumda.
Bu doğrultuda geliştirilen gümüşle modifiye edilmiş tungsten trioksit malzeme, ışığa maruz kaldığında elektronları depolayabiliyor ve ihtiyaç duyulduğunda serbest bırakarak kimyasal dönüşümlerin devamını sağlıyor.
Yapılan testlerde, reaksiyonların doğal güneş ışığı altında da başarıyla gerçekleştiği gözlemlendi. Ekip, bu yaklaşımın sürdürülemez katkı maddelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırırken bağımsız ve yüksek verimli fotokatalitik sistemler için esnek bir tasarım ilkesi sunduğunu vurguluyor.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/yapay-fotosentez-yontemiyle-karbondioksitten-benzin-uretilecek–201892
