UNIST‘e bağlı yeni bir çalışma; küresel ısınmanın ana katkısı olan karbondioksiti (CO2) ortadan kaldırarak, elektrik ve hidrojen üreten bir sistem geliştirdi. Bu atılım, UNIST’teki Enerji ve Kimya Mühendisliği Fakültesi’nden Profesör Guntae Kim ve Enerji Mühendisliği Bölümünde Profesör Jaephil Cho ve Gürcistan Teknoloji Enstitüsü’de Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Fakültesi’nden Profesör Meilin Liu ile birlikte yürütülmüştür.
Bu çalışmada araştırma ekibi, sulu çözeltide kendiliğinden CO2 çözülmesinden 1.000 saatten fazla stabil çalışma ile verimli CO2 dönüşümü ile sürekli elektrik enerjisi ve hidrojen üretebilen bir hibrid Na-CO2 sistemi sundu.
Profesör Kim: “Karbon yakalama, kullanım ve depolama (CCUS) teknolojileriyle son zamanlarda küresel iklim değişikliğiyle başa çıkmak için bir yol hartası oluşturuldu. İlgi gören bu teknolojinin anahtarı, kimyasal olarak kararlı CO2 moleküllerinin diğer maddelere kolay dönüştürülmesidir. Yeni sistemimiz bu sorunu CO2 çözünme mekanizmasıyla çözdü.”
Bir miktar, insan CO2 emisyonu okyanus tarafından emilir ve aside dönüştürülür. Araştırmacılar bu fenomene odaklandılar ve bir elektrokimyasal reaksiyonu başlatmak için CO2’yi su içerisinde eritme fikrini geliştirdiler. Asitlik artarsa, proton sayısı artar ve bu da elektronları çekme gücünü arttırır. Bu olguya dayanan bir batarya sistemi CO2’yi gidererek, elektrik üretebilir.
Hibrid Na-CO2 Sistemleri; tıpkı bir yakıt hücresi gibi, bir katod (sodyum metal), ayırıcı (NASICON) ve anottan (katalizör) oluşur. Diğer pillerin aksine; katalizörler su içinde bulunur ve bir kurşun tel ile bir katoda bağlanır. Suya CO2 enjekte edildiğinde reaksiyon başlar. CO2’yi yok ederek, elektrik ve H2 oluşturur. CO2’nin dönüşüm verimliliği yüzde 50’dir.
UNIST, Enerji Mühendisliğinde Kombine Yüksek Lisans/Doktora öğrencisi Jeongwon Kim: “Verimli CCUS teknolojilerini benimseyen bu hibrid Na-CO2 hücresi, yalnızca elektrik enerjisi üretmek için kaynak olarak CO2 kullanmıyor, aynı zamanda temiz bir enerji kaynağı olan hidrojen üretiyor.”
Bu sistem elektrotlara zarar vermeden 1000 saatten fazla çalışma süresinde stabilite göstermiştir. Sistem, gönüllü kimyasal reaksiyonları indükleyerek, CO2’yi çıkarmak için uygulanabilir.
Profesör Kim: “Bu çalışma birçok araştırmaya yol açacak ve elektrolitler, ayırıcılar, sistem tasarımı ve elektrolizatörler iyileştirildiğinde H2 ve elektriği daha verimli üretebilecek.”
