Bir insanın günlük yaşantısında ürettiği atık miktarı 1,5 kilograma yakındır. Genele bakıldığında senede 2 milyar tondan fazla atık üretimi söz konusu ve bu atıkların büyük bir çoğunluğu gıda atıklarından oluşuyor. Geri dönüşüm sayesinde birçok atık geri kazanılarak tekrar kullanılabilecek bir ürüne dönüşüyor. Bazı atıklar ise belirli kimyasal işlemlerden geçirilerek biyogaz gibi sürdürülebilir enerjilere dönüştürülüyor. Bu sayede hem çöp sorununun önüne geçiliyor hem de çevre dostu bir yol izleniyor.
Bilim insanları ıslak atıkları havacılık yakıtına dönüştürmek için kollarını sıvadı. Çalışmanın amacı, biyoham petrolü nanokatalizör teknolojisi ile uçaklarda kullanılabilecek kalitede bir yakıt haline getirmek yani Sürdürülebilir Havacılık Yakıtı (SAF) üretmekti. Islak atıkların özellikle gıda veya biyokütle atıklarının enerji potansiyeller oldukça yüksektir. Bunun nedeni içerisinde bulunan trigliserit miktarının oldukça fazla olmasından kaynaklanır.
Trigliserit, yağların temel yapı birimidir ve vücudumuzun enerji deposu görevini üstlenen bir lipid türüdür. Enerji deposu olmasının nedeni yakıldığı zaman yüksek miktarda ısı ve enerji açığa çıkarmasından kaynaklanır. İçerisinde trigliserit bulunan atıklar örneğin yağlı yemek gıdaları yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında kolayca parçalanarak biyoyakıta dönüştürülebilir. Bu teknik hidrotermal sıvılaştırma (HTL) olarak adlandırılır. Restoranlardan, otellerden artan yemek artıkları bu teknik sayesinde değerlendirilir ve yenilenebilir enerji üretimi sağlanır. Ancak HTL ile üretilen bol oksijenli biyoham petrol jet motorlarında kullanılmaya elverişli değildir. Uçak yakıtları motorun bozulmaması, petrolün viskozite ve yoğunluğunu gereğinden fazla arttırmaması için hiç oksijen içermemelidir. Çok iyi yanmaları için yüksek ısıl değere sahip olmalıdır ve parlama noktası, yoğunluk, donma noktası, yüzey gerilimi gibi belli kriterleri vardır.1
ABD merkezli İleri Biyoenerji ve Biyoürün İnovasyon Merkezi’nde (CABBI) araştırmacılar biyoham petrolün bu şartları sağlayabilmesi için mobilden karbür (Mo2C) adlı bir nanokatalizör geliştirdi. Mobilden (Mo) bir geçiş metalidir ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Karbür (C) ise karbon atomunun oluşturduğu bir bileşiktir. Bu iki element birleştiğinde Mo2C oluşur ve sert, yüksek sıcaklıklara dayanıklı bir malzeme meydana gelir. Hidrodeoksijenasyon (HDO) reaksiyonlarında oksijeni ayrıştırmak için oldukça etkilidir.2
Araştırmacılar mobilden karbürü 3 nanometre boyutunda kullanarak yüzey alanını arttırdı ve etkili bir katalizör haline getirdi. Moleküllerin daha hızlı parçalanabilmesi için çok az miktarda yardımcı metal olan demir (Fe) eklendi. Az miktarda olmasına rağmen katalizörün asiditesini değiştirerek verimliliği arttırıldı. Bu katalizör ZSM-5 tipi bir zeolit üzerine yerleştirildi. Zeolit bir süngere benzetilebilir. Düzenli, mikroskobik kanal ve gözenekleri olan bir yapıya sahiptir. Bu gözeneklere moleküller girebilir, sıkışabilir veya reaksiyona girebilir. Gaz fazındaki mobilden karbür zeolit üzerine kümeleşmeden yayıldı ve daha geniş bir aktif yüzey alanı oluşması sağlandı. 600°C’de karbürizasyon yöntemi ile katalizör etkili HDO aktivitesi gösterdi.2
Reaksiyon sonucunda biyoham petrol içindeki oksijen başarıyla ayrıştırıldı. Yükseltilen biyoham petrol, Federal Havacılık İdaresi’nin (FAA) sürdürülebilir enerji yakıtı kriterlerince değerlendirildi. Jet A (geleneksel uçak yakıtı) ile karşılaştırıldığında oksijenin tamamen temizlendiği görüldü. Elde edilen yakıtın ısıl değerinin Jet A’nın ısıl değeri olan 46,5 MJ/kg ile neredeyse aynı olduğu tespit edildi. Geleneksel jet yakıtının ortalama karbon zincirinin uzunluğu 11,4 iken yükseltilmiş biyoham petrolün damıtılmış SAF fraksiyonunun 10,6 olduğu gözlemlendi. Ayrıca yapılan testler sonucu SAF viskozite, yüzey gerilimi, parlama noktası ve donma noktası gibi kriterlerin hepsini başarıyla geçti.1
Bu çalışma sayesinde hem yemek atıkları değerlendirilerek atık miktarı düşürülüyor hem de petrole olan bağımlılığın kırılması sağlanıyor. Ayrıca bu yenilikçi yöntem fosil yakıtların neden olduğu hava kirliliğini azaltarak iklim değişikliğiyle mücadelede kilit bir görev üstleniyor. Araştırmacılar bu tekniğin yaygın olarak kullanılmasıyla havacılık alanındaki karbon ayak izinin ciddi oranda düşmesini hedefliyor.3
Kaynaklar
- https://phys.org/news/2025-07-nanocatalysts-enable-conversion-derived-biocrude.html
- Yu, S., He, H., Summers, S., Yang, Z., Si, B., Gao, R., … & Yang, H. (2025). Upgrading biocrude oil into sustainable aviation fuel using zeolite-supported iron-molybdenum carbide nanocatalysts. Science Advances, 11(26), eadu5777.
- Yılmaz, N., & Atmanlı, A. (2016). Havacılıkta alternatif yakıt kullanılmasının incelenmesi. Sürdürülebilir Havacılık Araştırmaları Dergisi, 1(1), 3-10.