Skip to content Skip to navigation

Temiz Gaz Üreten Yapay Yaprak Mekanizması

Ayşenur Okatan
29/11/2019 - 18:37

Bilim insanları fosil yakıtların yerine kullanılabilecek yenilenebilir ve temiz enerji kaynakları arayışına devam ediyor. Bu enerji kaynaklarından biri de güneş enerjisi kullanılarak üretilen yapay kimyasal yakıtlar.

Bitkiler güneş enerjisini fotosentez süreciyle kimyasal enerjiye dönüştürür. Cambridge Üniversitesinden bir grup araştırmacı güneş enerjisini kullanarak karbondioksit ve sudan sentez gazı üreten yapay bir yaprak mekanizması geliştirdi. Araştırmanın sonuçları Nature Materials’ta yayımlandı.

Hidrojen (H2) ve karbonmonoksit (CO) gazlarından elde edilen sentez gazı farklı alanlarda (örneğin sıvı yakıt, tıbbi ürün, plastik ve gübre üretiminde) kullanılıyor. Sentez gazı çoğunlukla fosil yakıtlar yakılarak elde edildiği için bu süreçte atmosfere karbondioksit gazı salınıyor. Fakat araştırmacıların geliştirdiği yeni yöntemde atmosfere karbondioksit salınması engelleniyor.

Geliştirilen yapay yaprak mekanizmasında bitkiler tarafından doğal olarak gerçekleştirilen fotosentez olayından esinlenilmiş. Fotosentez sürecinde karbondioksit ve su güneş ışığı etkisiyle oksijen gazına ve karbonhidrat bileşiklerine dönüştürülür. Güneş ışığı yapraklar tarafından soğurulurken su elektron vererek yani yükseltgenerek oksijen molekülüne ve artı yüklü hidrojen iyonlarına dönüşür. Karbondioksit ise elektron alarak yani indirgenerek karbonhidrat bileşiklerine dönüşür.

University of Cambridge - Virgil Andrei

Geliştirilen yapay yaprak mekanizmasında güneş ışığını soğurabilen iki cihaz bulunuyor. Araştırmacılar bu cihazları kobalt elementinden yapılmış bir malzemeyle kaplayarak tepkimelerin daha hızlı ve verimli gerçekleşmesini sağladı. Güneş ışığını soğuran cihazlar içinde sıvılaştırılmış karbondioksit bulunan suya daldırıldıklarında bu cihazlardan biri suyun yükseltgenerek oksijen molekülüne ve artı yüklü hidrojen iyonuna dönüşmesini sağlarken elektronlar açığa çıkıyor. Diğer cihaz ise oluşan artı yüklü hidrojen iyonlarını kullanarak karbondioksitin indirgenerek karbonmonoksit ve hidrojen molekülüne dönüşmesini sağlıyor. Elde edilen hidrojen ve karbonmonoksit ise sentez gazı üretiminde kullanılıyor.

Sulu çözeltide bulunan sıvı karbondioksit güneş enerjisiyle karbonmonoksit ve diğer hidrokarbonlara (karbon ve hidrojenden oluşan bileşiklere) dönüşür.

Daha önce de fotosentez yapabilen yapay yapraklar geliştirilmişti. Fakat bu araştırmada geliştirilen güneş ışığını soğurabilen cihazlar perovskitten üretilmiş. Bu madde karbondioksitin karbonmonoksite çevrilmesi için gerekli enerjiyi sağlama konusunda önceki araştırmalarda kullanılan silisyum gibi malzemelere kıyasla daha başarılı. Ayrıca tepkimelerin daha hızlı gerçekleşmesini sağlayan katalizör platin veya gümüş yerine kobalt kullanılarak üretildiği için çok daha ekonomik. Üstelik geliştirilen yapay yapraklar güneş enerjisini kullanmasına rağmen bulutlu ya da yağmurlu havalarda da verimli bir şekilde çalışabiliyor.

Araştırmacılar bu yöntemle üretilen sentetik gazın sıvı yakıta dönüştürülerek özellikle taşımacılık, gemicilik ve havacılıktaki sıvı yakıt ihtiyacını sürdürülebilir şekilde karşılayabileceğini düşünüyor.

 

Kaynaklar:

İlgili İçerikler

Ekoloji / Çevre Bilim

3. Ulusal Antarktika Bilim Seferi’ne katılan 17 kişilik Türk araştırma ekibinde yer alan Dr. Öğr. Üyesi Korhan Özkan ile Antarktika seferi üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

Ekoloji / Çevre Bilim

Bilim Genç olarak aralık ayında objektiflerinizi çevrenizdeki hayvanlara odaklamanızı istiyoruz. Fotoğrafınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayvanDesenleri etiketini eklemeyi unutmayın.

Ekoloji / Çevre Bilim

Arkeologlar, eski yerleşim bölgeleri ve kalıntılar üzerinde çalışmalar yaparak geçmiş dönemde yaşayan insanların hayat tarzları hakkında bilgi toplar. Bir grup arkeolog bu amaçla ABD’nin Philadelphia şehrinde bir nehir kenarında bulunan, 1850’lerden kalma bir konağın önündeki çamur yığınındaki atıkları inceledi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde çalışan Sahag Voskian ve Alan Hatton, havadaki karbondioksiti yakalamak için yeni bir yöntem geliştirdi. Yeni yöntemin en önemli özelliği, havadaki karbondioksit derişimi ne kadar düşük olursa olsun başarılı olması.

Ekoloji / Çevre Bilim

İnsanların toprağı ekip biçmeyi öğrenmeleri, yerleşik hayata geçip gelişmiş uygarlıklar kurmalarına imkân sağladı. Bu devrim niteliğinde bir değişimdi. Sonraki yıllarda insanların beslenme ihtiyacını karşılamak için tarımsal verimin artırılması amacıyla farklı yöntemler geliştirildi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Tırmanma; yürüme, koşma ve sıçrama gibi insanların hareketle ilgili en temel becerileri arasında yer alır. Aslında tırmanma becerisini hayatımızın çoğu alanında kullanırız. Örneğin evlerde ayaklı merdivenlere, parklarda demir çubuklara, bahçede ağaçlara veya spor salonlarında halatlara tırmanırız.

Ekoloji / Çevre Bilim

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde eylül ayında objektiflerinizi çevrenizdeki tarihî mekânlara odaklamanızı istemiştik. Bu süreçte #TarihîMekânlar etiketiyle Bilim Genç’te paylaştığınız fotoğraflar Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi. 

Ekoloji / Çevre Bilim

Bir grup araştırmacının Science’ta yayımladıkları bir makaleye göre, iklim değişikliğiyle savaşmanın en iyi yolu ağaç dikmek olabilir. Çünkü ağaçlar fotosentez sırasında atmosferdeki karbondioksiti tüketirken oksijen ve besin üretiyor. 

Ekoloji / Çevre Bilim

İspanya Castilla-La Mancha Üniversitesinden bir grup araştırmacı iklim değişikliğine bağlı olarak dünyanın ortalama sıcaklığı arttıkça İber Yarımadası’ndaki ağaç eşek arılarının vücut ve kanat büyüklüklerinin azaldığı belirlendi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Otuzun üzerinde mikrobiyolog yakın zamanlarda Nature Reviews Microbiology’de bir makale yayımladı. Bilim insanları, küresel iklim değişikliği ile ilgili çalışmalarda mikroorganizmaların dikkate alınmamasının büyük bir hata olduğunu söylüyor.