İnsan faaliyetleri her yıl atmosfere salınan 40 milyar ton karbondioksite eşdeğer bir miktara yol açıyor ve bizi 2040 yılına kadar gezegenin sıcaklığını sanayi öncesi seviyelere göre 1,5 santigrat derece artırma yolunda ilerliyor. İklim değişikliğinin en tehlikeli etkilerinden kaçınmak için küresel ısınmayı 1,5 santigrat derece ile sınırlandırmalıyız.
Bilim insanları, karbondioksiti atmosferden uzaklaştırmak ve ayırmak için Negatif Emisyon Teknolojilerinin (NET’ler) iklim değişikliğini hafifletme stratejisinde önemli bir bileşen olacağını giderek daha fazla kabul ediyorlar.
NET’ler için geliştirilmekte olan ümit verici bir teknoloji, MOF veya metal-organik çerçeve adı verilen bir malzeme kullanarak karbon yakalamadır. Profesör Jeffrey Lengthy, birkaç yıldır bu eşsiz malzeme üzerinde çalışıyor.
MOF nedir ve CO2 emisyonlarının azaltılmasında nasıl bir rol oynayabilir?
MOF veya metal-organik çerçeve, oldukça gözenekli olan ve karbondioksit gibi belirli bir gaz molekülünün büyük miktarlarını emebilen bir sünger gibi davranan bir katı malzeme türüdür. Yaklaşık 20 yıldır bilim insanları giderek daha pratik uygulamalar buldukça son on yılda araştırmalarda bir patlama oldu.
MOF’ları ayırt edici yapan şey, son derece yüksek iç yüzey alanlarına sahip olmalarıdır. Sadece bir gram MOF, bir küp şekere benzer bir miktar, bir futbol sahasından daha büyük bir yüzey alanına sahip olabilir. Sonuç olarak, uygun şekilde tasarlanırsa, az miktarda MOF, fosil yakıtın yanmasıyla üretilen egzoz gazından muazzam miktarda CO2 çıkarabilir.
“Birkaç yıl önce, bazı MOF’ların benzeri görülmemiş bir anahtar benzeri mekanizma yoluyla karbondioksiti yakalayabildiğine dair tesadüfi bir keşif yaptık. Gaz atmosfere girmeden önce bir enerji santrali bacasından CO2’nin verimli bir şekilde uzaklaştırılması için malzemeyi daha da optimize ettik. MOF’tan karbondioksitin yakalanması ve salınmasının, diğer teknolojiler için gerekenden çok daha küçük sıcaklık değişiklikleri kullanılarak gerçekleştirilebileceğini gösterdik, bu da CO2’yi yakalamaya yönelik geleneksel yöntemlere göre büyük bir avantaj sağlıyor. Adsorbe edilmiş CO2 daha sonra diğer ürünlerde kullanılabilir. Bu strateji, yüksek değerli, yüksek sıcaklıktaki buharı güç üretiminden uzaklaştırma ihtiyacını ortadan kaldırır ve elektrik maliyetinde büyük bir artış olmasını önler.”
MOF’lar hakkında daha fazla hangi araştırmaya ihtiyaç vardır?
Doğrudan hava yakalama maliyetini önemli ölçüde düşürmemiz gerekiyor. CO2’yi böyle bir teknoloji ile ortadan kaldırmanın maliyeti şu anda ton başına 500 ila 1.000 $ arasındadır. Maliyetin ton başına 100 $’ın altına düşmesine yardımcı olmak için daha yüksek performanslı malzemeler tasarlamamız gerekiyor.
Bu yüksek maliyetin arkasındaki ana sorun, adsorbanı yeniden oluşturmak için gereken enerji miktarıdır, yani CO2’yi saf halde serbest bırakmak, böylece malzeme daha fazla CO2 yakalamak için tekrar kullanılabilir. Burada, MOF’larda erişilebilen ortak adsorpsiyon mekanizmasının rejenerasyon için ısı ve vakum gereksinimlerini önemli ölçüde azaltabileceğini düşünüyoruz.
Diğer bir husus ise, hava üflemek için gereken enerjidir. CO2 başına milyonda 410 parça gelen bir hava akımınız varsa, zorluklardan biri, çoğu malzemenin bunun küçük bir miktarını kaldırıp CO2 konsantrasyonunu, örneğin CO2’nin %25’ini yakalayarak 300 ppm’ye düşürebilmesidir. Yakalama oranı budur. Ve sonra daha fazlasını yakalamak için, temelde malzemeyi doldurmak için malzemeden daha fazla hava geçirmeniz gerekir.
Ancak, diyelim ki %90’lık bir yakalama oranıyla, tek bir geçişle CO2 konsantrasyonunu milyonda 40 parçaya düşürebilirsiniz. Bu, CO2’yi ortadan kaldırmak için çok daha az hava üflediğiniz ve dolayısıyla enerji tasarrufu yaptığınız anlamına gelir.
Araştırma hedeflerimizden biri, yüksek kapasiteye, yüksek yakalama oranına, CO2 adsorpsiyonu için hızlı kinetiğe ve düşük rejenerasyon sıcaklığına sahip malzemeler geliştirmek ve aynı zamanda suyun birlikte adsorpsiyonunu sınırlandırarak enerjinizi boşa harcamamaktır.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Bilim İnsanları Havadan DNA Yakalamayı Başardı: Suç Dünyasından Hayvanlar Alemine Kadar Geniş Kullanım Alanı Olacak
Bilim İnsanları Havadan DNA Yakalamayı Başardı: Suç Dünyasından Hayvanlar Alemine Kadar Geniş Kullanım Alanı Olacak
/Bilim İnsanları Havadaki Karbondioksiti Emmek İçin Bir Sünger Geliştirdi/
Dikkat: Sitemiz herkese açık bir platform olduğundan, çox fazla kişi paylaşım yapmaktadır. Sitenizden izinsiz paylaşım yapılması durumunda iletişim bölümünden bildirmeniz yeterlidir.
Kaynak: https://www.bizsiziz.com/bilim-insanlari-havadaki-karbondioksiti-emmek-icin-bir-sunger-gelistirdi/
