Florida’da bir kimyacı, sentetik bir materyalde fotosentez tetiklemenin bir yolunu buldu. Yapay fotosentez, adından da beklendiği üzere, hem enerji üretiyor hem de karbondioksit tüketiyor. Bu durum, enerji üretmenin temiz bir yolunu ve iklim değişikliğinin nedeni olan sera gazları miktarını önemli ölçüde düşürecek bir teknolojinin yolunu açıyor.

Araştırmacılara göre, çalışma iki yönden de çığır açan bir çalışma olma özelliğine sahip. Bilimsel anlamda ele alındığında, belli renklerdeki ışığı soğuracak materyallerin üretimi oldukça güçlüğüne rağmen bu zorluğun aşılması açısından ve sosyal anlamda ele alındığında ise, sera gazları miktarının azaltılmasını sağlayacak bir teknolojinin geliştirilmiş olması açısından bu yöntem son derece önem arz ediyor.

MOF: Bir garip titanyum çerçeve

Journal of Materials Chemistry A'de yayımlanan çalışmada yapay fotosentez tepkimesi nasıl gerçekleştirildi? Ekip, araştırmada, metal-organik çerçeveler (MOF) adı verilen sentetik bir malzeme içerisinde, karbondioksiti parçalayıp organik materyaller üreten bir kimyasal tepkime başlatmayı tetikledi.

Bunu, bitkilerin karbondioksit ve güneş ışığını besine çevirdiği yapay bir fotosentez gibi düşünebilirsiniz, ancak besin yerine bu yöntemde solar yakıt üretiliyor.

Bilim insanlarının yıllardır peşinden koştuğu bu yöntemde en büyük engel ise; görünür ışık için kimyasal dönüşümü tetikleyecek bir yol bulunmasıdır.



Ultraviyole (UV) ışınların titanyumdioksit gibi yaygın materyallerde tepkimeleri tetikleyecek kadar enerjisi vardır. Ancak UV ışınlar, Dünya’nın Güneş’ten aldığı ışınların yalnızca yüzde 4’ünü oluşturuyor. Güneş’ten gelen ışığın çoğunu mor ışıktan kırmızı ışığa uzanan yelpazedeki görünür ışık oluşturuyor ancak bu dalga boyundaki ışığı kullanıp da karbondioksiti yakıta dönüştürebilen çok az materyal bulunuyor.

Araştırmacılar bunu çeşitli materyallerle denediler ancak görünür ışığı soğurabilenler platin, renyum, iridyum gibi fazla pahalı materyallerdi. Bu yüzden de ekip, toksik olmayan ve daha kolay elde edilebilir bir metal olan titanyumu tercih etti. Çalışmada, titanyuma eklenen organik moleküller, ışık toplayan antenler gibi kullanıldı. N-alkil-2-aminotereftalatlar denilen ışık toplayan anten molekülleri, metal-organik çerçevelere öyle bir yerleştirildi ki, önceden belirlenen dalga boylarında (mavi ışık) ışığı soğurabildi.

Hipotezin test edilebilmesi için de mavi LED foto-reaktör kuruldu. Parlayan, mavi bir solaryum kapsülüne benzeyen fotoreaktör, miktarı daha önceden ölçülmüş karbondioksitle yavaşça beslendi ve bir tepkime olup olmayacağı gözlemlendi. kullanılan yöntemde LED’lerin odacıktaki şeritlerinden gelen parlak mavi ışık, Güneş ışığının mavi dalga boyunu taklit ediyordu. Kullanılan yöntem işe yaradı ve kimyasal tepkime, karbondioksiti karbonun iki indirgenmiş haline, iki çeşit solar yakıta dönüştürdü: Format ve formamid.

Nasıl bir gelecek vaat ediyor?

Araştırmacılar, yöntemin verimliliğini arttırarak daha fazla indirgenmiş karbon üretmeyi hedefliyorlar. Böylelikle, gelecekte, örneğin; enerji santrallerinin yanlarına salınan yüksek miktardaki karbondioksiti yakalayan istasyonların kurulabilmesi mümkün hale gelebilir. Santralin yaydığı karbondioksit, sisteme çekilerek işlenebilecek ve böylece de hem sera gazlarının dönüştürülmesi sağlanmış olunacak hem de enerji santrallerine kullanabilecekleri enerji sağlanmış olabilecek.

Belki bir gün ev sahipleri çatılarını, hem havayı temizleyecek hem de enerji üretecek bir padavra ile döşeyebilecek. Belki de geleceği olan yepyeni bir teknoloji ve altyapı sağlanacak.