Ana Sayfa Makale Yeşeren Teknoloji Güneş enerjisi kullanarak CO2'yi yakıta dönüştürme

Güneş enerjisi kullanarak CO2’yi yakıta dönüştürme

Lund Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, gelişmiş malzemeler ve ultra hızlı lazer spektroskopisi kullanarak güneş enerjisinin karbondioksiti nasıl yakıta dönüştürülebileceğini araştırmışlardır. Nature Communications‘da yayınlanan bu çalışma, gelecekte atmosferdeki sera gazı emisyonlarının azaltılmasında önemli bir rol oynayabilir.

Bir saat içinde Dünya’ya çarpan güneş ışığı, yaklaşık olarak insanlığın bir yıllık toplam enerji tüketimine denk gelmektedir. Küresel karbondioksit emisyonları arttıkça sera gazı emisyonu da artmaktadır. Sera gazlarını yakalamak ve onu yakıta veya başka bir yararlı kimyasala dönüştürmek için güneş enerjisini kullanmak, bugün birçok araştırma ekibinin odağında olmasına rağmen hala net bir çözüm bulunamasa da uluslararası bir araştırma ekibi ileriye dönük olası bir çözüm yolu ortaya çıkarabilmiştir.

Renyum(I)-karbonil-diimin kompleksleri, mükemmel hassaslaştırıcılar ve yapı iskele desteği olarak tanınan kovalent organik çerçeveler (COF – Covalent Organic Frame) ile karbondioksit indirgemesi için umut verici fotokatalistler olarak ortaya çıkmışlardır. Bu tür renyum kompleksleri/COF, hibrit katalizörler ile verimli çalışması, yüksek karbondioksit indirgeme aktiviteleri sergilemesine karşın güçlü uyarma enerjisi bağımlılığı göstermiştir. Bu çalışmada geçici optik spektroskopiler ve zamana bağlı yoğunluk-fonksiyonel teori hesaplaması yoluyla incelenen dahili güneş ışığı kaynaklı yük transferinin uyarma enerjisine bağlı yollar ile bu davranışlar açıklanmıştır. Bant kenarı uyarımı altında, uyarılmış elektronlar COF kısmından katalitik Renyum merkezine pikosaniye içinde hızlı bir şekilde enjekte edilir. Yüksek enerjili fotonla uyarma işlemi esnasında enjekte edilen elektronlar daha uzun ömürlü Renyum merkezlerinde yüksek enerji seviyelerinde bulunmaktadır. Renyum merkezine enjekte edilen elektronların yanı sıra, Renyumdan geri aktarılan COF’lerin bazı kısımlarında uzun ömürlü bir kaç elektron kalabilir. Bu durum karbondioksitin karbonmonoksite dönüşümünün iki elektronlu reaksiyonunu kolaylaştırır1.

Şekil. Renyum elementi.

Tönu Pullerits ve Kaibo Zheng, gelecekte bu keşfin, güneşin yardımıyla atmosferdeki karbondioksiti emerek yakıta veya kimyasallara dönüştürmek için küresel düzeyde kullanılabilecek daha büyük sistemler geliştirmek için kullanılabileceğini umuyor. Bu durum, karşı karşıya olduğumuz iklim krizinin üstesinden gelmek için birçok çözümden biri olabilir.

Tönü Pullerits: “İki elektronla ilk iki adımı tamamladık. Bir karbondioksit dönüştürücü hakkında düşünmeye başlamadan önce, daha birçok adımın atılması gerekiyor ve muhtemelen ilk iki adımın bile rafine edilmesi gerekiyor ancak atılacak çok umut verici bir yön belirledik.” diyor2.

Kaynaklar

  1. Pan, Q., Abdellah, M., Cao, Y., Lin, W., Liu, Y., Meng, J., Zhou, Q., Zhao, Q., Yan, X., Li, Z., Cui, H., Cao, H., Fang, W., Tanner, D. A., Abdel-Hafiez, M., Zhou, Y., Pullerits, T., Canton, S. E., Xu, H., & Zheng, K. (2022). Ultrafast charge transfer dynamics in 2D covalent organic frameworks/Re-complex hybrid photocatalyst. Nature Communications, 13(1). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28409-2
  2. https://techxplore.com/news/2022-02-breakthrough-co2-fuel-solar-energy.html

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar