İklim değişikliğinin çok ciddi (ve kötüleşen) bir sorun olduğuna şüphe yok. Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli'nin (IPCC) yakın tarihli bir raporuna göre, dünyanın tüm sanayileşmiş ülkeleri bir gecede karbon nötrleşse bile, sorun daha da kötüleşmeye devam edecekti. Kısacası, megaton CO pompalamayı durdurmak yeterli değil2 atmosfere; biz de oraya koyduklarımızı kaldırmaya başlamalıyız.
Karbon yakalama (veya karbon giderme) olarak bilinen teknik devreye girer. İşaretlerini doğadan alan Ontario, Waterloo Üniversitesi'nden uluslararası bir araştırmacılar ekibi, gerçek şeyin karbon yıkama yeteneklerini taklit eden bir “yapay yaprak” yarattı. Ama atmosferik CO'yu çevirmek yerine2 kendisi için bir yakıt kaynağına, yaprak onu yararlı bir alternatif yakıta dönüştürür.
Ekibin araştırması, dergide son zamanlarda yayınlanan bir makalede açıklandı Doğa Enerjisi. Ekip, Illinois'deki Argonne Ulusal Laboratuvarı'nda (ANL) Nano Ölçekli Malzemeler Merkezi'nden bir araştırmacı ve Waterloo Nanoteknoloji Enstitüsü'nden (WIN) mühendislik profesörü olan Yimin A. Wu tarafından yönetildi. Her iki kurumdan araştırmacıların yanı sıra California Eyalet Üniversitesi (Northridge) ve Hong Kong Şehir Üniversitesi'ne katıldı.
Doğada, yeşil bitkiler atmosferik CO'yi dönüştürür2 ve fotosentez işlemi ile su glikoz ve oksijene dönüştürülür. Bu, kimyasal reaksiyonları güçlendirmek için Güneş'ten ışığı birden fazla dalga boyunda (menekşe-mavi ve turuncu-kırmızı) emen pigment klorofil sayesinde mümkün olur. Glikoz daha sonra bitkiler tarafından bir yakıt kaynağı olarak kullanılırken, oksijen gazı açığa çıkar.
Wu'nun açıkladığı gibi, o ve ekibi aynı fikri yapay yapraklarını tasarlamak için kullandılar, bu da çok benzer bir sürece dayanıyor, ancak farklı son ürünler üretiyor. “Yapay yaprak diyoruz çünkü gerçek yaprakları ve fotosentez sürecini taklit ediyor” dedi. “Bir yaprak glikoz ve oksijen üretir. Metanol ve oksijen üretiyoruz. ”
Sürecin anahtarı (Wu ve meslektaşlarının 2015'ten beri üzerinde çalıştıkları), mümkün olduğunca sekiz taraflı parçacıklara sahip olmak için kimyasal olarak tasarlanmış ucuz bir kırmızı toz olan bakır oksit. Bu toz, belirli bir sıcaklığa ısıtılmış suya glikoz, bakır asetat, sodyum hidroksit ve sodyum dodesil sülfat eklendiğinde kimyasal bir reaksiyonla oluşturulur.
Bu toz daha sonra suya eklenir, burada karbondioksit pompalanırken katalizör görevi görür ve bir güneş simülatörü çözeltiye beyaz ışık demeti parlar. Elde edilen kimyasal reaksiyon CO sırasında oksijen gazı üretir (fotosentez yoluyla)2, su ve toz çözeltisi metanole dönüştürülür. Metanol sudan daha düşük bir kaynama noktasına sahip olduğundan, çözelti ısıtılır ve buharlaştıkça metanol toplanır.
Bu süreç, araştırmacıların suyu ve CO'yu çevirmek için güneş ışığı ve kobalt ışık emiciler tarafından üretilen fotosentezi kullanan bir cihaz geliştirdikleri İngiltere'de Cambridge Üniversitesi'nde yürütülen benzer araştırmaları yansıtmaktadır.2 syngas içine gaz. Bu madde bir hidrojen ve karbon monoksit karışımından yapılır ve alternatif yakıtlar, farmasötikler, plastikler ve gübrelerin üretiminde kullanılır.
Aynı zamanda Columbia Üniversitesi Lenfest Sürdürülebilir Enerji Merkezi Direktörü Klaus Lackner tarafından geliştirilen “yapay ağaç” konseptine benzer. Yıllar önce, Lackner reçine kaplı plastik yapraklı “ağaçların” CO'nun 100 katından fazla çıkabileceği bir yöntem önerdi2 havadan doğal ağaçlar gibi. Yapraklar olabildiğince karbon dioksit emdiğinde, biyoyakıt oluşturmak için suya yerleştirilirler.
Böyle bir süreç iki nedenden dolayı heyecan vericidir. Her şeyden önce, karbondioksidin (küresel ısınmaya birincil katkıda bulunan) atmosferden uzaklaştırılması iklim değişikliğinin yavaşlamasına yardımcı olacaktır. İkincisi, ortaya çıkan alternatif yakıtlar, insanların elektrikli olmayan otomobillere güvenmeye devam etmelerine izin verecek, böylece bize karbon nötr yaşama geçiş yapmak için daha fazla zaman verecektir. Veya Wu'nun Space Magazine'e e-posta yoluyla söylediği gibi:
“Bu teknolojinin CO'yu azaltması bekleniyor2 petrol şirketlerinden, otomobil şirketlerinden ve çelik şirketlerinden emisyon. Ayrıca araçlar ve uçaklar için temiz ve sürdürülebilir yakıtlar, metanol sağlayabilir. Metanol ayrıca kimya endüstrisinde plastik ve elyaf yapmak için bir hammaddedir. Bu, CO2 emisyonunu azaltmak ve yeşil ekonomi için sürdürülebilir yakıtlar üretmek için bir çözüm sunuyor. ”
Gelecekte, metanol verimini arttırmak ve patentli işlemin endüstriyel amaçlarla kullanılabilmesi için ticarileştirilmesi için ilave adımlar atılacaktır. Wu, “Bu keşfin oyunu değiştirme potansiyeli konusunda son derece heyecanlıyım” diye ekledi. “İklim değişikliği acil bir sorundur ve CO'nun azaltılmasına yardımcı olabiliriz2 aynı zamanda alternatif bir yakıt yaratır. ”
