Karbondioksit yakıt olarak kullanılabilir mi?

Kimyagerler, duman bacalarından CO2'yi toplayıp tekrar yakıta dönüştürebilecekleri bir potansiyel olarak kararlı ve ucuz bir katalizörün keşfini rapor ediyorlar. Bu katalizör, CO2'yi plastiklerin, dizel ve jet yakıtlarının moleküler başlangıç noktası olan karbon monoksite (CO) verimli bir şekilde ayırabilir. Yenilenebilir elektrik bu reaksiyonları çalıştırabilir, bu da katalizörün, fosil yakıtları yakmadan emtia kimyasallarını üretmeye yardımcı olabileceği anlamına gelir. Ayrıca, şirketlerin duman bacalarından değil, okyanustan ve havadan yakalamayı planladıkları büyük miktarlardaki CO2 için bir pazar oluşturulmasına da yardımcı olabilir."Bu önemli bir keşif," diyor Columbia Üniversitesi'nden bir kimyager olan Jingguang Chen. Katalizör, atık CO2'yi daha kullanışlı bileşiklere dönüştürmeye yardımcı olabilecek ilk veya tek bileşik değil. Ancak, katalizörlerin laboratuvarlardaki prototip reaktörlerden ticari tesislere ölçeklenmesi ve kendini kanıtlaması gerektiğinden, her yeni katalizör son derece önemlidir diyor. "Sorun o kadar büyük ki, herkes için yer var," diyor. "Her fırsata ihtiyacımız var."CO2'yi CO'ye dönüştürmek enerji yoğun bir işlemdir çünkü CO2'nin bağları çok stabildir. Şirketler, bu bağları kırmak için gerekli enerjiyi sağlayan reaktörler geliştirmektedir ve bunlar genellikle 1000°C'nin üzerinde çalışmaktadır. Ancak, bu sıcaklıkları üretmek genellikle fosil yakıtları yakmayı gerektirir, bu da büyük bir karbon ayak izine yol açar. Ve bu yüksek sıcaklık reaksiyonları için en iyi katalizörler ya pahalı değerli metaller içerir ya da hızla bozulur.Son yıllarda, görevi sadece 500°C ila 600°C arasında gerçekleştirebilen ucuz molibden esaslı katalizörlere yönelen araştırmacılar oldu. Ancak şimdiye kadar ya çok hızlı bir şekilde bozulmuşlardır ya da yeterince seçici değillerdir: Saf CO üretmek yerine, daha az kullanışlı bir kimyasal yapıtaşı olan metanı da üretirler.Bugün, Northwestern Üniversitesi'nden kimyagerler Milad Ahmadi Khoshooei ve Omar Farha, Science dergisinde, CO2'den saf CO üreten ve oldukça kararlı olan bir molibden karbür bileşiğinin keşfini rapor ettiler. Khoshooei, basit bir masa şekeri ile bir molibden bileşiğini karıştırıp gece boyunca 120°C'de pişirdiğinde, sadece 600°C'de çalışan küçük bir laboratuvar reaktöründe CO2'yi CO'ye %100 seçicilikle dönüştüren bir yapı elde etti. Katalizör ayrıca, Chen'in "çok etkileyici" olarak adlandırdığı, 500 saatlik işletme sonrasında bile değişmemişti, bu süre başlangıçtaki bir akademik çalışma için "çok etkileyici" olarak adlandırıldı.Yeni molibden esaslı katalizör, CO2'yi CO'ye ucuz bir şekilde dönüştürme görevinde diğerlerine katılıyor. Örneğin, 2020'de, Yuvuz ve meslektaşları, CO2'yi metan ile CO ve hidrojen gazı olarak adlandırılan ve endüstri için değerli bir kombinasyona dönüştürebilen bir nikel ve molibden esaslı katalizörü Science dergisinde rapor ettiler. Ve 2022'de, Stanford Üniversitesi'nden bir kimyager olan Matthew Kanan ve meslektaşları, potasyum ve sodyum karbonat katalizörlerinin CO2 ve hidrojen gazını CO'ye verimli bir şekilde dönüştürdüğünü Cell Reports Physical Science dergisinde rapor ettiler, bu reaksiyon yeni molibden katalizörü ile daha doğrudan ilgilidir.Bu CO2 dönüşüm katalizörleri, atmosferik CO2'den toplum için hayati öneme sahip yakıtların ekstra fosil yakıtlar yakmadan oluşturulabileceği döngüsel bir ekonomi yaratma umudu sunuyor diyor Matteo Cargnello, Stanford Üniversitesi'nden bir kimyager. "Bu, gösteriyor" diyor, "Sürdürülebilir kimyayı potansiyel olarak bir gerçeklik haline getirebileceğimizi gösteriyor."