Karbondioksit ve suyu; çok yüksek enerji verimliliği, istenen nihai ürün için yüksek seçicilik ve düşük maliyetle etanole dönüştüren yeni bir elektrokatalizör geliştirildi.
Katalizör ne demektir?
Katalizörler, kimyasal reaksiyonları hızlandırır ve birçok endüstriyel prosesin omurgasını oluşturur. Örneğin, ağır petrolü benzine veya jet yakıtına dönüştürmede çok önemlidirler. Bugün, katalizörler, üretilen tüm ürünlerin yüzde 80’inden fazlasında yer almaktadır.
Kimyager Di-Jia Liu, “Katalizörümüzden kaynaklanan süreç, karbondioksitin yeniden kullanılmasını gerektiren dairesel karbon ekonomisine katkıda bulunacaktır.”
Bu işlem, fosil yakıtlı enerji santralleri veya alkol fermantasyon tesisleri gibi endüstriyel işlemlerden yayılan CO2’yi elektrokimyasal olarak ucuz maliyetle değerli ürünlere dönüştürerek yapılacak.
Katalizör, bir karbon tozu desteği üzerinde atomik olarak dağılmış bakırdan oluşuyor. Bir elektrokimyasal reaksiyonla, bu katalizör CO2 ve su moleküllerini parçalıyor ve kırılan molekülleri seçici olarak harici bir elektrik alanı altında etanol olarak yeniden birleştiriyor. Prosesin elektrokatalitik seçiciliği veya “Faradaik verimliliği”, rapor edilen diğer proseslerden çok daha yüksek, yani yüzde 90’ın üzerinde. Dahası, katalizör düşük voltajda uzun süreli çalışma boyunca kararlı bir şekilde çalışıyor.
CO2 kararlı bir molekül olduğu için, onu farklı bir moleküle dönüştürmek normalde yoğun enerji ister ve maliyetlidir.
Ancak Liu’nun söylediği ise, “Katalizörümüzü kullanarak CO2-etanol dönüşümünün elektrokimyasal sürecini elektrik şebekesine bağlayabilir ve yoğun olmayan saatlerde güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan sağlanan düşük maliyetli elektrikten yararlanabiliriz.”
Süreç düşük sıcaklık ve basınçta çalıştığı için, aralıklı yenilenebilir elektrik arzına yanıt olarak hızla başlayıp durabilir.
“Bu yaklaşımı kullanarak birkaç yeni katalizör hazırladık ve hepsinin CO2’yi diğer hidrokarbonlara dönüştürmede oldukça verimli olduklarını gördük. Bu gelecek vaat eden teknolojiyi ilerletmek için bu araştırmaya endüstri ile işbirliği içinde devam etmeyi planlıyoruz.”