Yapay Fotosentezle Havayı Temizlerken Enerji Üretmek

Central Florida Üniversitesi’nde çalışan bir grup araştırmacı yakın zamanlarda karbondioksiti yakıta dönüştürmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Bitkilerdeki doğal fotosenteze benzer biçimde güneş ışığından alınan enerjinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü süreç aynı zamanda havayı da temizliyor. Dr. Matthew Wade Logan ve arkadaşlarının Dr. Fernando J. Uribe-Romo önderliğinde yaptığı araştırmanın sonuçları Journal of Materials Chemistry A’da yayımlandı.

Bitkiler tarafından yapılan doğal fotosentezde karbondioksit ve su kullanılarak güneşten alınan enerjiyle besin ve oksijen üretilir. Yeni geliştirilen yöntemde de ham madde olarak karbondioksit kullanılıyor, ancak besin yerine solar yakıt üretiliyor.

Sentetik malzemeler yardımıyla karbondioksitten yakıt üretme üzerine yıllardır araştırmalar yapılıyordu. Bu çalışmaların üzerine odaklandığı en önemli konu, güneş enerjisinin kimyasal dönüşümü tetikleyebileceği ucuz ve verimli bir yöntem geliştirmekti. Esasen güneş ışığındaki yüksek enerjili morötesi ışınlar, titanyum dioksit ve benzeri malzemelerde süreci kolaylıkla tetikleyebiliyor. Ancak morötesi ışınlar güneş ışığının sadece %4’ünü oluşturuyor. Güneş ışığının büyük kısmını oluşturan, insan gözünün algılayabildiği daha düşük enerjili ışınlarla süreci tetiklemekse çok daha zor. Platin, renyum, iridyum gibi çeşitli maddelerin görünür ışığı soğurduğu bilinse de bu malzemelerin tamamı çok pahalı.

Dr. Uribe-Romo ve öğrencilerinin geliştirdiği yöntemde görünür ışığı soğurmak için titanyum ve çeşitli organik moleküllerden oluşan bir malzeme kullanılmış. Organik molekülleri farklı biçimlerde tasarlayarak istenilen renklerdeki ışığın soğurulmasını sağlamak mümkün. Araştırmacılar bu çalışmalarında mavi ışığı soğuran organik moleküller tasarlamış ve kullanmışlar. Deneyler, tasarlanan malzemenin başarılı bir biçimde karbondioksitin format (HCO₂) ve formamide (CH₃NO) dönüşümünü tetiklediğini gösteriyor. Gelecekte bu yöntem kullanılarak karbondioksiti yakıta dönüştüren santraller kurulabilir. Hatta evlerin çatılarına kurulacak ufak tesisatlarla bir taraftan çevrenin havasını temizlerken diğer taraftan enerji ihtiyacını karşılamak da mümkün olabilir.