Güney Koreli bilim insanları, sadece güneş ışığı ve su kullanarak plastik atıkları temiz hidrojen yakıtına dönüştüren yenilikçi bir yeşil teknoloji geliştirdi.
Seul Ulusal Üniversitesi’nden Profesör Kim Dae-Hyeong ve Profesör Hyeon Taeghwan liderliğindeki Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) Nanoparçacık Araştırma Merkezi’nde görevli bir ekip, PET şişelerden hidrojen üretebilen fotokatalitik bir sistem tasarladı. Çalışmanın detayları Nature Nanotechnology dergisinde yayımlandı.
Bu sistemin en önemli yeniliği, fotokatalizörü hidrojel bir polimerle kaplayarak hem su üzerinde yüzmesini sağlamak hem de zorlu çevre koşullarında bile aktif kalmasını mümkün kılmak oldu. Hidrojen, geleceğin temiz enerji kaynaklarından biri olarak öne çıkıyor. Ancak mevcut üretim yöntemleri, özellikle metan buhar reformasyonu, yüksek enerji tüketimi ve yoğun sera gazı salımı nedeniyle çevresel açıdan sürdürülebilir değil. Güneş ışığına dayalı fotokatalitik hidrojen üretimi daha çevreci bir alternatif olsa da, genellikle güçlü ışık ve kimyasal etkilere karşı yeterince dayanıklı olamıyor.
IBS araştırma ekibi, bu sınırlamaları aşmak için katalizörü polimer bir ağ yapısında sabitleyerek, reaksiyon alanını hava ve su arayüzüne yerleştiren yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yapı, katalizör kaybı, gaz ayrışmasındaki zorluklar ve ters reaksiyonlar gibi yaygın sorunları ortadan kaldırıyor. Sistem, PET gibi plastikleri parçalarken etilen glikol ve tereftalik asit gibi faydalı yan ürünler elde ediyor; aynı zamanda atmosfere temiz hidrojen salıyor.
Anahtar Nokta
Araştırmanın ortak yazarı ve MIT’de doktora sonrası çalışmalarını sürdüren Dr. Lee Wanghee, “Anahtar nokta, sadece teorik olarak değil, pratik dış ortam koşullarında da çalışan bir yapı mühendisliğiydi. Malzeme tasarımından su-hava arayüzüne kadar her detay, gerçek kullanım senaryoları için optimize edildi,” dedi.
Sistem, son derece alkali ortamlarda bile iki ay boyunca kararlılığını koruyarak başarılı sonuçlar verdi. Ayrıca deniz suyu ve musluk suyu gibi farklı ortamlarda da etkili bir şekilde çalıştı. Doğal güneş ışığı altında, bir metrekarelik dış mekan düzeneği ile yapılan testlerde, çözünmüş PET atıklarından hidrojen üretimi başarıyla sağlandı. Ekonomik analizler ve ölçeklendirme simülasyonları, teknolojinin 10 ila 100 metrekarelik sistemlere kolayca uygulanabileceğini ve karbon içermeyen hidrojen üretiminde maliyet etkin bir yol sunduğunu ortaya koydu.
“Bu araştırma, plastik atığın değerli bir enerji kaynağına dönüştüğü yeni bir yol açıyor,” diyen Profesör Kim Dae-Hyeong, hem çevre kirliliğine hem de temiz enerji ihtiyacına aynı anda çözüm sunduklarını belirtti. Profesör Hyeon Taeghwan ise “Bu sistem, sadece laboratuvar ortamında değil, gerçek dünya koşullarında da güvenilir şekilde çalışabilen nadir fotokatalitik örneklerden biri. Karbonsuz ve hidrojen temelli bir toplum için önemli bir adım olabilir,” dedi.