Yüksek Ekonomi Okulu (HSE), Tomsk Uygulamalı Teknoloji Enstitüsü ve Rusya Kırım Federal Üniversitesi’nden araştırmacılar, endüstriyel karbondioksiti ilaç, yakıt ve inşaat malzemelerine dönüştürmek için yenilikçi plazma teknolojileri ve katalizörler geliştirdi. Bu gelişmeler, karbondioksitin bir kaynak olarak kullanılma potansiyeline ve emisyon azaltımına katkı sağlama imkanına ışık tutuyor.
Araştırmaya Kazan Federal Üniversitesi, Güney Ural Devlet Üniversitesi ve diğer ülkelerdeki kurumlardan bilim insanları da katıldı. Sonuçlar Physical Chemistry Letters dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, seçiciliğin artırılması ve batarya uygulamalarının incelenmesi için çalışmaların sürdüğünü belirtti.
Daha önce HSE bünyesindeki bilim insanları, karbondioksiti farmasötikler, parfümler ve aroma vericilerde kullanılan organik bileşiklere dönüştüren yüksek verimli bir katalizör geliştirmişti.
Bu katalizör, orta entropili oksit alaşımından (demir, kobalt, nikel ve bakır) oluşan nano parçacıklardan ve indirgenmiş grafen oksit kaplamasından oluşuyor. %77 verimlilik ve %60 seçicilikle metil bütenol ve metil bütonon üretimi sağlıyor.
Bu elektrokimyasal indirgeme işlemi atmosfer basıncında ve oda sıcaklığında gerçekleşiyor. Böylece enerji verimliliği ve ölçeklenebilirlik sağlanıyor. Ayrıca bu katalizörün 10 saatten fazla kararlılık göstermesi, gümüş veya bakır gibi daha pahalı ve daha düşük seçicilik sağlayan alternatiflere göre maliyeti düşürüyor.
Aynı üniversitelerden bilim insanları, çevre-sağlık güvenliği alanında ikinci bir projeyle karbondioksiti formik aside dönüştürdü. Formik asit; yakıt olarak kullanılabilen, çevre dostu bir çözücü. Bu dönüşüm, karbon kaplı indiyum oksit nano parçacıklarıyla %98,9 verimlilikle ve asidik koşullarda 100 saatten fazla kararlılıkla gerçekleştirildi.
Tomsk Politeknik Üniversitesi ve Tyumen Devlet Üniversitesi’nden araştırmacılar ise karbondioksitten metal oksit nano tozu üretmek için yüksek hızlı darbeli plazma kullandı.
Manyetik eksenli plazma hızlandırıcısı, ark boşalımıyla titanyum, alüminyum, demir, tungsten, zirkonyum ve bakır gibi elektrot metallerinin aşınmasına neden oluyor. Bu metaller karbondioksit ile reaksiyona girerek onu oksidasyon köklerine ayrıştırıyor.
Bu yöntem, özellikle alüminyum oksit üretiminde enerji kullanımında %100’ün üzerinde, hatta %300’e kadar verim sağlayan ekzotermik (ısı açığa çıkaran) etkileriyle dikkat çekiyor.
Kırım Federal Üniversitesi’nden öğretim üyesi Ivan Shaninov, laboratuvarın benzersiz eksenli darbeli tasarımının nano boyuttan mikron boyutuna kadar parçacıkları milisaniyeden kısa sürede üretebildiğini belirtti.
Yan ürün olarak oluşan karbon monoksit, dönüşümün başarılı olduğuna işaret ediyor ve yüksek endüstriyel değere sahip. Uygulamalar arasında biyokütle atıklarının mikrodalga pirolizinde kullanılan katalizörler, manyetik malzemeler ve fotokatalitik hidrojen üretiminde kullanılan malzemeler bulunuyor.
Rus inovasyonlarının bu alandaki ikili faydası, karbondioksit emisyonlarını azaltırken aynı zamanda farklı sektörlere kaynak sağlama potansiyeli taşıması. Bu sistemlerin ölçeklenebilirliği, otomasyon ve öncü endüstriyel projelere bağlı olacak; böylece endüstriyel atıkların değerlendirilmesini sağlayarak yeşil ekonomileri güçlendirme yolunda önemli katkılar sunabilecek.
