Bilim

Yeni Malzeme Suyu Temizler ve Ayırır

Bugün kullanılan en kullanışlı ve çok yönlü malzemelerden bazıları metal-organik yapılar olan MOF’lardır. MOF’lar, yapısal çok yönlülüğü, yüksek gözenekliliği, büyüleyici optik ve elektronik özellikleri gösteren bir malzeme sınıfıdır. Bunların hepsi, gaz yakalama, ayırma, sensörler ve fotokataliz de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için umut verici adaylar haline gelmiştir.

MOF’lerin hem yapısal tasarımında hem de kullanışlılığında çok yönlü olmaları nedeniyle, malzeme bilimcileri şu anda bunları bir dizi kimyasal uygulamada test etmektedir. Bunlardan biri, ışığa duyarlı bir malzemenin ışıkla uyarıldığı bir süreç olan fotokatalizdir. Absorbe edilmiş aşırı enerji, elektronları atomik yörüngesinden ayırır ve “elektron delikleri (electron holes)” geride bırakır. Bu tür elektron deliği çiftlerinin üretimi, herhangi bir ışığa bağlı enerji işleminde çok önemli bir işlemdir ve bu durumda, MOF’nin çeşitli kimyasal reaksiyonları etkilemesine izin verir.

Moleküler Simülasyon Laboratuarı’nda Kyriakos Stylianou liderliğindeki bilim insanlarının oluşturduğu bir ekip, şu anda bir değil, aynı anda iki tür fotokataliz gerçekleştirebilen MOF tabanlı bir sistem geliştirdi: Hidrojen üretimi ve kirletici maddelerin sudan temizlenmesi. Malzeme; bol miktarda bulunan ve ucuz olan nikel fosfid (Ni2P) içerir. Güneş ışığı spektrumunun %44’ünü oluşturan görünür ışık altında etkin fotokataliz gerçekleştirdiği bulunmuştur.

İlk tür fotokataliz, hidrojen üretimi, “su bölme (water-splitting)” denilen bir reaksiyonu içerir. Adından da anlaşılacağı gibi, reaksiyon su moleküllerini bileşenlerine ayırır: Hidrojen ve Oksijen. Bu uygulamayı önemli yapan etkenlerden biri; günümüzde, uydular ve uzay mekikleri dahil, çeşitli teknolojilerde kullanılan enerji tedarik cihazlarında yakıt hücreleri olarak hidrojenin kullanılmasıdır.

İkinci tip fotokataliz, “organik kirletici bozunması (organic pollutant degradation)” olarak adlandırılır ve suda bulunan kirleticileri parçalayan süreçleri ifade eder. Bilim insanları, bu yenilikçi MOF bazlı fotokatalitik sistemi, organik kirleticileri simüle etmek için yaygın olarak kullanılan toksik boya rodamin B’nin bozunması işleminde araştırdı.

Bilim insanları her iki testi de gerçekleştirdiler. MOF-bazlı fotokatalitik sistemin, hidrojenin fotokatalitik jenerasyonunu tek bir işlemde rodamin B’nin bozunmasıyla bütünleştirebildiğini gösterdi. Bu, fotokatalitik sistem sayesinde, hem kirletici maddeleri sudan temizlemek hem de aynı anda yakıt olarak kullanılabilen hidrojen üretmenin mümkün olduğu anlamına gelir.

Kyriakos Stylianou; “Bu soy metal serbest fotokatalitik sistem, fotokataliz alanını pratik ‘güneş güdümlü’ uygulamalara bir adım daha yaklaştırır ve bu alandaki MOF’ların büyük potansiyelini sergiler…”

Kaynak:
ScienceDaily
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close