Halen fosil yakıtlardan üretilen ve yaygın olarak kullanılan bir gaz; sadece güneş ışığı, karbon dioksit ve su kullanan ve sonunda benzine alternatif bir sürdürülebilir sıvı yakıt geliştirmek için kullanılabilir.
Karbon-nötr cihaz güneş yakıtları alanında yeni bir kriter belirledi; Cambridge Üniversitesi’ndeki araştırmacılar; syngas* denilen gazın sürdürülebilir olduğunu ve basit bir şekilde doğrudan üretilebildiğini gösterdi.
Fosil yakıtlar üzerinde çalışmak yerine, Güneş ışığıyla beslenen yapay yaprak; bulutlu günlerde bile verimli bir şekilde çalışıyor. Üstelik, syngas üretmek için mevcut endüstriyel işlemlerin aksine, yaprak; atmosfere herhangi bir ilave karbondioksit salmaz.
Syngas şu anda bir hidrojen ve karbon monoksit karışımından yapılmaktadır ve yakıtlar, farmasötikler, plastikler ve gübreler gibi çeşitli ürünler üretmek için kullanılmaktadır.
Reisner ve iş arkadaşlarının ürettiği cihaz fotosentezden ilham alıyor.
Yapay yaprak üzerinde, güneş ışığını alan bitkilerde bulunan moleküllere benzeyen iki ışık emici; doğal olarak bol element kobaltından yapılan bir katalizör ile birleştirilir.
Cihaz suya batırıldığında, bir ışık emici oksijen üretmek için katalizörü kullanır. Diğeri, karbondioksiti ve suyu karbon monoksit ve hidrojene indirgeyen kimyasal bir reaksiyon gerçekleştirerek syngas karışımı oluşturur.
Ek bir avantaj olarak, araştırmacılar; ışık emicilerin yağmurlu veya bulutlu bir günde düşük güneş ışığı altında bile çalıştığını keşfetti.
Diğer “yapay yaprak” cihazları da geliştirilmiştir, ancak bunlar genellikle yalnızca hidrojen üretir. Cambridge’li araştırmacılar; sürdürülebilir bir şekilde syngas üretebilmelerinin sebebinin, kullandıkları materyallerin ve katalizörlerin birleşimi sayesinde olduğunu söylüyor.
Bunlar, karbondioksitin silikon veya boya ile hassaslaştırılmış malzemelerden yapılan hafif emicilere kıyasla karbon monoksit’e indirgendiği kimyasal reaksiyona güç vermek için yüksek bir foto voltaj ve elektrik akımı sağlayan son teknoloji perovskite ışık emicileri içerir. Araştırmacılar ayrıca kobaltı platin veya gümüş yerine moleküler katalizörleri olarak kullandılar. Kobalt sadece düşük maliyetli değildir, fakat karbon monoksit üretiminde diğer katalizörlerden daha iyidir.
Ekip şu anda teknolojisini, benzine alternatif bir sıvı yakıt üretmek için kullanmanın yollarını arıyor.
Araştırmacı Reisner: “Rüzgar enerjisi ve fotovoltaik gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretilmesinde büyük ilerlemeler kaydedilmesine rağmen, sentetik elektrik üretimi hayati önem taşıyor. Çünkü elektrik şu anda toplam küresel enerji talebinin sadece % 25’ini karşılayabiliyor. Ağır yakıt taşımacılığını ve havacılığını sürdürülebilir bir şekilde güçlendirmek için sıvı yakıtlara büyük bir talep var.”
Andrei: “Kolaylıkla yakıt olarak kullanılabilecek etanol gibi ürünler üretmeyi hedefliyoruz. Karbondioksit azaltma reaksiyonunu kullanarak güneş ışığından bir adımda üretmek zor. Ancak doğru yöne gittiğimize ve doğru katalizörlere sahip olduğumuzdan eminiz, bu yüzden bir cihaz üretebileceğimize inanıyoruz. Bu yakın gelecekte bu süreci gösterebilir.”
* Sentetik gaz veya sentez gazı olarak da bilinen Syngas; karbon içeren biyo-kütle (odun gazı), plastikler, kömür ve kentsel atık veya benzeri malzemelerden üretilebilir.
