Her yıl insanlar 30 milyar ton karbondioksiti atmosfere enjekte ederek, insan etkisi ile iklim değişikliğinin ve küresel ısınmanın ilerlemesine sebep olmaktadır.

University of Toronto'dan araştırmacılar ise tüm bu karbondioksit salınımını, 'karbon-nötr' döngüsü ile yüksek enerjili bir yakıta çevirmenin yolunu keşfettiklerini öne sürüyor. Öne sürülen teknikte, karbon-nötr döngüsü içinde son derece doğal ve zararsız bir kaynak kullanılıyor: silisyum. Hali hazırda toprakta büyük oranda bulunması ve evrendeki en yaygın yedinci, dünya kabuğundaki en yaygın ikinci element olması dolayısıyla da silisyum; oldukça kolay elde edilebilir ve düşük masraflıdır diyebiliriz.

Karbondioksit emisyonundan enerji elde etme fikri yeni sayılmaz: Bu konuda güneş ışığı, karbondioksit ve su veya hidrojenden yakıt elde etmeyi sağlayacak materyal veya materyalleri bulmak için küresel bir yarış on yıllardır süregelmektedir. Ne var ki, karbondioksit molekülünün kimyasal olarak stabil yapısı bu anlamda pratik bir çözüm bulmayı da zorlaştırıyor.

Araştırmacılardan aynı üniversitede kimya profesörü olan Geoffrey Ozin konu ile ilgili olarak yaptığı açıklamada, iklim değişikliğine kimyasal bir çözüm üretmek için yüksek derecede aktif ve seçici katalizör olan bir materyal gerektiğini ifade etti. Aynı zamanda bu materyallerin düşük maliyetli, kolay bulunur veya kolay elde edilebilir ve toksik olmayan materyaller olması gerekiyor.

Nature Communications tarafından yayımlanan makalede, Ozin ve  diğer araştırmacılar silisyum nanokristallerinin bu kriterlerin tamamına uyduğunu not etti. Hidrid bağlı silisyum nanokristalleri yaklaşık 3.5 nanometre çapında ve bu nanokristallerden oluşan yüzey infrared (kızılötesi) ışığa yakın, görünür ışık ve morötesi dalgaboylarını absorbe edebilecek optik güce de sahip oluyor. Bu hali ile Güneş'ten gelen ışıkları enerji kaynağı olarak kullanabilen silisyum malzeme aynı zamanda güçlü bir indirgeyici etki sahibi bir kimyasal olarak işlev görebiliyor. Bu da verimli ve seçici bir biçimde gaz karbondioksit moleküllerini yine gaz karbonmonoksite dönüştürmesini sağlıyor.

Tüm bu aktivite ve yeteneklerin potansiyel sonucu ise zararlı salınımlara yol açmadan elde edilen enerji oluyor.

Nanoyapılı hidritin indirgeyici kuvvetinden yararlanmak ilginç ve bugüne kadarki tekniklerden farklı bir yaklaşım olarak değerlendirilirken mevcut strateji ile direkt güneş ışığından yakıt elde edilmesini sağlayacak.

Araştırmacılar şimdi de aktivite, kapasite, ölçek ve üretim oranını artırmanın yollarını araştırıyor. Bununla pilot bir solar rafineri geliştirilmesi hedefleniyor.

---

Kaynak: Wei Sun, Chenxi Qian, Le He, Kulbir Kaur Ghuman, Annabelle P. Y. Wong, Jia Jia, Abdinoor A. Jelle, Paul G. O’Brien, Laura M. Reyes, Thomas E. Wood, Amr S. Helmy, Charles A. Mims, Chandra Veer Singh, Geoffrey A. Ozin. Heterogeneous reduction of carbon dioxide by hydride-terminated silicon nanocrystals. Nature Communications, 2016; 7: 12553 DOI: 10.1038/ncomms12553

---