Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST) Temiz Enerji Araştırma Merkezi'nden Dr. Hyung-Suk Oh ve Dr. Woong Hee Lee liderliğindeki bir araştırma ekibi, Technische Üniversitesi Berlin (TUB) işbirliğiyle yürütülen karbonmonoksit elde etmek için kullanılabilen nano boyutlu, mercan şeklinde bir gümüş katalizör elektrodu ve geniş alanlı yüksek verimli karbondioksit dönüşüm sistemi geliştirdiler. Son yıllarda, bu tip elektrokimyasal karbondioksit dönüşüm sistemi, yapay fotosentez alanında önemli bir araştırma alanı olmuştur.
Yapay fotosentez, küresel ısınmanın bir nedeni olan karbondioksiti yüksek değerlere sahip kullanılabilir kimyasal maddelere dönüştüren bir teknolojidir . Başka bir deyişle, bu tür teknoloji karbondioksiti ortamdan uzaklaştırır, kirliliği azaltır ve yararlı kimyasal maddeler elde etmek için dönüştürür. Özellikle elektrokimyasal karbondioksit dönüşüm alanı son zamanlarda bilim camiasından büyük ilgi görmektedir.
Geçmiş çalışmalarda, karbondioksit dönüşüm araştırması esas olarak bileşik üzerinde sıvı haldeydi. Ancak sıvı kullanılırken, farklı dönüşüm sistemlerinin performansları elektrotların suya daldırılmasıyla ölçüllüyordu. Karbondioksit suda iyi çözülmediğinden, kullanılan enerji miktarına kıyasla bu işlemi kullanarak yeterli verimlilik elde etmek zordu. Son zamanlarda ise, bileşiği gaz halinde kullanarak karbondioksiti dönüştürebilen bir sistem geliştirildi. Bu, yüksek verimli bir dönüşüm sisteminin yakında elde edileceği beklentisini artırdı; bununla birlikte, yeni sisteme uygulanabilecek katalizör ve elektrot eksikliğinden dolayı bu zor olmuştur.
Bu sorunu çözmek için yürüttülen çalışmada ortak olan KIST ve TUB araştırma ekibi, gaz halindeki karbondioksit kullanan yüksek verimli karbondioksit dönüşüm sistemlerine uygulanabilen mercan şeklindeki, nano boyutlu gümüş katalizör elektrotları geliştirdi. Diğer gümüş katalizörlerle karşılaştırıldığında, yeni geliştirilen katalizör bir reaksiyonun elde edilmesi için düşük miktarda enerji gerektirir ve sıvı bazlı sistemlere göre 100 kat daha fazla karbon monoksit üretebilir .
KIST-TUB araştırmacıları ayrıca çeşitli operando analizleri ile bir katalizör geliştirebildiler. Ekip, gerçek zamanlı bir X-ışını emme analizi yöntemi ile klor iyonları kullanılarak üretilen mercan şeklindeki gümüş nano elektrot katalizörünün, geniş yüzey alanı ve gözenekli yapısı sayesinde yüksek madde iletim kapasitelerine sahip olduğunu doğruladı . Bu, katalizörün karbondioksit dönüşüm işleminde yüksek verimlilik gösterdiği anlamına gelir. Ayrıca reaksiyon sırasında hidrofobiklik olmadığında karbondioksit dönüşüm işleminin daha az verimli olduğunu bulmuşlardı; Bu, gelecekte karbondioksit dönüşüm elektrotları geliştirilirken belirli bir düzeyde hidrofobikliğin korunması gerektiği anlamına gelir.
Araştırmayı birlikte yöneten KIST'li Dr. Hyung-Suk Oh, "Nanometre boyutlu, mercan şeklindeki gümüş katalizör elektrotları geliştirerek, mevcut yoğunluğu ve elektrokimyasal karbondioksit dönüşüm sisteminin performansını büyük ölçüde artırabildik. bu nedenle gelecekteki araştırmalar için önerilerde bulunur ayrıca bu çalışmanın elektrokimyasal karbondioksit dönüşüm sistemlerinin ArGe'sine büyük katkı sağlaması bekleniyor " diye ifade etti.
Kaynaklar:
