Lawrence Berkeley National Laboratory ve University of California'dan araştırmacıların oluşturduğu bir ekip, karbondioksiti karbonmonoksit ve oksijene ayırabilen gözenekli (boşluklu) bir malzeme geliştirmeyi başardı.  Science dergisinde yayımladıkalrı çalışmada, bilimciler malzemeyi nasıl geliştirdiklerini ve atmosferdeki karbondioksidin bir kısmını temizlemekte nasıl kullanılabileceğini açıkladılar.

Bilim dünyasının büyük bir çoğunluğu tarafından kabul edilen bir şey var ki o da, küresel ısınmanın en azından kısmen sera gazlarının salınımından kaynaklandığıdır, hatta en ölümcülleri olarak karbondioksitten. Havaya salmakta olduğumuz karbondioksidi (CO2) azaltmayı başaramadığımızdan, araştırmacılar şimdi onu geri dönüştürmeye veya atmosferden geri toplayarak bozmaya odaklanmış durumda.

Bildiğimiz gibi, bitkiler CO2'i temizleyebiliyor ancak ne var ki, bu süreç çok yavaş ve mevcut CO2 salınımını karşılayacak kadar çok fazla bitki örtüsü de mevcut değil. CO2'yi temizlemenin bir yolu olarak bilim insanları porfirinler (porphyrins) üzerinde çalışmalara yoğunluk verdi. Porfirinler, halka şeklinde ve merkezlerinde kobalt bulunan moleküllerdir. İki elektrot  - bir elektrolit ve çözünmüş CO2 - içeren çözeltilere eklendiğinde, porfirinler negatif enerji yüklü elektrolit tarafından çekiliyor ve CO2'ye elektron taşınmasını sağlayarak karbonmonoksit ve oksijene ayırıyorlar.

Bu noktada çözeltilerin zamanla kontamine olması (kirlenmesi) ve porfirinlerin etkilerinin zamanla azalması gibi sorunlar ortaya çıkmakta. Mevcut yeni çalışmada, araştırmacılar bu soruna bir çözüm geliştirdi ve COF (covalent organic framework ) adı verilen kovalent organik kafes'i geliştirdi. Bu malzeme porfirinlerin birbirine bir ağ yapısı oluşturacak şekilde tutunması ile oluşuyor ve elektriği de iletebiliyor.  CO2 bu örgü yapısının içinden geçerken malzemeden geçmekte olan küçük bir akım tarafından oksijen ve karbonmonokside ayrılıyor.

Araştırma ekibi, geliştirdikleri kafesin yalnızca porfirinden oluştuğu zaman çok daha iyi çalıştığını, aralardaki boşlukların çok genişlemesinden dolayı bakır ile zenginleştirilebildiğini ve bu durumda performansının daha da iyi olduğunu keşfetti. Bu durumda son ürün, sadece porfirin kullanılan kafesten de 60 kat daha verimli çalıştı ve içeride dolaşan elektronların neredeyse yüzde 90'ı karbondioksidi parçalamakta kullanıldı.

Araştırmayı en ilgi çekici hale getiren durum ise şu : bir saatte ayrıştırılan 240,000 CO2 molekülü ile bu işlem gelmiş geçmiş en başarılı karbondioksit ayrıştırıcı işlem olarak kayıtlara geçti bile.

Araştırmacılar özellikle bu maddenin, ortaya çıkardığı karbonmonoksit ile hidrojeni kombine ederek bir enerji kaynağı olarak da kullanılabileceğine dikkat çekiyor.

 

---

Referans : Covalent organic frameworks comprising cobalt porphyrins for catalytic CO2 reduction in water, Science DOI: 10.1126/science.aac8343

---