Mucize toz, havadaki CO2’yi ‘dışarıdaki hiçbir şeye benzemeyen şekilde’ emiyor

Burada sarı toz formunda gösterilen COF-999, oda sıcaklığında büyük miktarda CO2’yi emer ve en az 100 kez yeniden kullanılabilir..

Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki araştırmacılar, şaşırtıcı bir performansla karbondioksiti emen toz formunda bir malzeme icat ettiler.

Sadece 200 g (0,5 lb’nin biraz altında) 44 lb (20 kg) CO2 emebilir, bu da bir ağacın bir yılda emdiği miktara eşittir.

Adı COF-999, yani Kovalent Organik Çerçeveler’in kısaltması.

Terim, büyük gözeneklere, bol yüzey alanına ve düşük yoğunluğa sahip gözenekli kristalin malzemeler sınıfını ifade eder. Bu, onları doğrudan hava yakalama (DAC) için uygun hale getirir , yani havadaki mevcut CO2’yi emme işlemi. Günümüzde atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun endişe verici seviyeleri göz önüne alındığında , bu, dünyanın ihtiyaç duyduğu türden bir atılımdır.

COF-999 havadaki karbonu nasıl yakalar?

Malzeme, UC Berkeley’de kimya profesörü ve COF’ların mucidi olan Omar Yaghi liderliğindeki bir ekip tarafından geliştirildi.

1990’lardan beri bu tür malzemeler geliştiriyor.

COF-999, CO2 moleküllerini tutabilen amin adı verilen bileşiklerle süslenmiş gözeneklere sahiptir. Gözenekli yapısı, karbonu yakalamak için geniş bir yüzey alanı sağlarken, kovalent bağları inanılmaz derecede güçlüdür. Ortam havası tozdan geçerken, COF-999’daki bazik amin polimerleri asidik CO2’yi tutup hapseder.

CO2 moleküllerini bağlayan poliaminlerle süslenmiş altıgen kanalların yer aldığı COF-999'un görselleştirilmesi (mavi ve turuncu toplar) — CO2 moleküllerini bağlayan poliaminlerle süslenmiş altıgen kanalların yer aldığı COF-999’un görselleştirilmesi (mavi ve turuncu toplar)

DAC yöntemleri daha önce suda amin çözeltileri kullanmış olsa da, COF-999 birçok açıdan bu iş için daha iyi bir malzemedir.

Başlangıç olarak, çalışması için ısıtmanıza gerek yoktur; oda sıcaklığında CO2 yakalayabilir. Ayrıca, bozulmadan veya kapasitesini kaybetmeden en az 100 kez yeniden kullanılabilir ve büyük miktarda CO2’yi seçici olarak emebilir

CO2 adsorpsiyonunu ölçen bir analizörün önünde duran COF-999 test örneğiyle birlikte çalışmanın yazarı Zihui Zhou

Ayrıca, çalışmanın lideri Zihui Zhou, LA Times’a COF-999’un diğer DAC malzemelerinden “en az 10 kat daha hızlı” karbondioksit yakaladığını söyledi.

Toz CO2’yi yakaladıktan sonra, onu serbest bırakmak için 140 ºF’ye (60 ºC) kadar ısıtılabilir. Bu CO2 daha sonra yeraltı jeolojik oluşumlarında kalıcı olarak tutulabilir, böylece atmosferi kirletmez veya beton ve plastik gibi malzemeler üretmek için kullanılabilir.

Havamızı temizlemeye başlayabilir miyiz artık?

DAC tesisleri dünya çapında halihazırda mevcut veya yapım aşamasındadır , ancak bunların çalıştırılması pahalıdır ve enerji yoğundur.

Dünya Ekonomik Forumu’na göre, şu anda havadan 1 ton CO2’yi uzaklaştırmanın maliyeti 600 ila 1.000 dolar arasındadır ; kurum geçen yıl bu rakamın teknolojinin yaygın olarak benimsenmesi için 200 doların altına düşmesi gerektiğini belirtmiştir.

COF-999’a gelince, ana akıma girmeden önce daha fazla test ve iyileştirmeye ihtiyacı var ve Yaghi’ye göre bu yaklaşık iki yıl sürebilir. Malzeme, bozulmadan önce daha fazla CO2 yakalamak ve daha fazla yakalama döngüsünü idare etmek için optimize edilebilir.

Çalışmanın lideri Omar Yaghi, COF'larından önceki metal-organik çerçevelerin moleküler modelleriyle — Çalışmanın lideri Omar Yaghi, COF’larından önceki metal-organik çerçevelerin moleküler modelleriyle

Yaghi ayrıca COF-999’un üretim maliyetinin henüz ne kadar olduğu konusunda net değil, bu yüzden DAC maliyetlerini düşürmeye ne kadar katkıda bulunacağını bilmiyoruz. Ancak, bunun üretimi için pahalı malzemeler gerektirmediğini, yani bunun da olduğunu belirtti.

Uluslararası Enerji Ajansı’na göre, şu anda dünya çapında yılda yalnızca 0,01 megaton CO2 yakalıyoruz . Bu, 2030’a kadar yılda kaldırmamız gereken 85 megatonun çok küçük bir kısmı. Bu arada, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli, net sıfır emisyona ulaşmak için 2050’ye kadar yılda 10 milyar tona kadar CO2 kaldırmamız gerektiğini tahmin ediyor .

Yapılacak çok iş olduğu açık – ve umarım yakın gelecekte Yaghi’nin harikulade sarı tozu gibi daha fazla icat görürüz. Çalışmayla ilgili bir makale yakın zamanda Nature dergisinde yayınlandı .

Kaynak: UC Berkeley