Japon bilim insanları, karbon yakalama ve kullanımı teknolojisinde devrim niteliğinde bir adım atarak yakalanan karbonu yeşil yakıta dönüştüren yeni bir elektrokimyasal hücre geliştirdi. Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden araştırmacılar, bikarbonat çözeltisini formata çevirerek karbon yakalama sürecini daha verimli hale getirdiklerini duyurdu. Formate, enerji üretiminde kullanılabilecek güçlü bir yeşil yakıt olarak dikkat çekiyor.
Karbon Yakalama ve Kullanımında Karşılaşılan Zorluklar
Karbon yakalama teknolojisi, küresel çapta karbon emisyonlarını azaltma ve iklim değişikliği ile mücadele etme yolunda büyük önem taşıyor. Ancak, yakalanan karbonun nasıl kullanılacağı sorusu hâlâ bir sorun olarak gündemde. Çoğu bilim insanı, karbonun formate gibi yararlı kimyasallara dönüştürülmesini öneriyor. Ancak bu süreçte saf karbondioksit kullanma zorunluluğu ve bu gazın yüksek enerji maliyetleri ile basınçlandırılması önemli engeller arasında yer alıyor.
Reaktif Karbon Yakalama
Araştırmacılar, reaktif karbon yakalama (RCC) yöntemi ile bu zorluğu aşmayı hedefliyor. RCC, karbon dioksitin alkali çözeltilerde çözünmesiyle oluşan bikarbonat çözeltilerini, formate iyonlarına dönüştürerek enerji yoğun saf CO2 kullanımını ortadan kaldırıyor. Bu yöntem, karbon dönüşüm sürecini hem daha ekonomik hem de daha sürdürülebilir hale getiriyor.
Yenilikçi Hücre Tasarımı
Tokyo Metropolitan Üniversitesi ekibi, karbon yakalamada karşılaşılan bu sorunları çözmek için yeni bir elektrokimyasal hücre tasarladı. Bu hücrede, katalitik malzemeden yapılan elektrotlar ile polimer elektrolit zarı, selüloz esterden yapılmış gözenekli bir membran ile ayrılıyor. Bikarbonat iyonları, hidrojen iyonlarıyla reaksiyona girerek formate iyonlarına dönüşüyor. Bu süreç, enerji kaybını en aza indiriyor ve verimliliği artırıyor.
Geliştirilen hücre, %85 faradaik verim ile yüksek akımlarda çalışarak mevcut tasarımların üzerinde bir performans sergiledi. Ayrıca hücre, 30 saat boyunca stabil kalarak neredeyse tüm bikarbonatı formate dönüştürdü. Elde edilen formate, sudan ayrılarak katı, kristal bir yakıt formunda kullanıma hazır hale getirildi.
Bu yeni teknolojinin, yeşil dönüşüm yolunda önemli bir çözüm sunması bekleniyor. Araştırma ekibi, geliştirdikleri bu bikarbonat elektrolizörünün topluma katkı sağlamasını ve karbon nötr bir gelecek için sürdürülebilir bir seçenek olmasını hedefliyor.