Bilim insanlarından oluşan bir uluslarası bir ekip karbon dioksitten metanol üretimi için daha ucuz ve çevreci bir yol buldular. Metanol plastik, yapıştırıcılar, solventler ve yakıt olarak kullanılabiliyor. Stanford Üniversitesi, SLAC Ulusal Hızlandırma Laboratuvarı ve Danimarka Teknik Üniversitesi’nden bilim insanları, yeni bir nikel-galyum katalizörüyle mevcut katalizörlere göre karbon dioksit ve hidrojenden daha az yan ürüne sahip metanol sentezlemenin bir yolunu buldular. Sonuçlar 2 Mart’ ta Nature Chemistry dergisinde yayınlandı.
“Metanol dev fabrikalarda yüksek basınçta hidrojen, doğalgazdan karbon dioksit ve karbon monoksit eldesiyle üretilir. Biz daha düşük basınçta ve düşük miktarda karbon monoksit salımı yaparak metanol üretmek için madde arayışına girdik,” diyor baş yazar bilim insanı Felix Studt.
Araştırmacılar asıl hedeflerinin büyük çapta temiz hidrojenle nötr karbon kullanan bir metanol üretme prosesi olduğunu belirtiyorlar.
“Yenilenebilir enerji kaynaklarından örneğin güneş ışığı yardımıyla sudan hidrojen elde ettiğinizi, enerji santrallerinden karbon dioksitin kaldırıldığını ve diğer endüstriyel dumanların ortadan kalktığını düşünün. Ayrıca daha uzun zincirli alkoller, örneğin ethanol veya propanol gibi alkoller üretmek istiyoruz,” diyor Stanford Kimya Mühendisliği’nden Prof.Jens Nørskov.
Her yıl tüm dünyada 65 milyon metrik ton metanol üretiliyor. Tipik bir metanol tesisinde doğal gaz ve su karbon monoksit, karbon dioksit ve hidrojen içeren sentez gazına(syngas) dönüştürülür. Syngas ise yüksek basınç ve bakır, alüminyum ve çinkodan üretilen bir katalizörler metanole dönüştürülür.
İşte metanol sentezinin moleküler seviyede anlayabilmek için bilims insanları bilgisayar yardımıyla madde tasarımına girişti. Yani deney yapmadan önce her şey bilgisayar üzerinde denendi. Bu teknik bilgisayarla madde tasarlama olarak da biliniyor. Böylece laboratuvarda binlerce farklı madde denemek yerine devasa bilgisayar veri tabanı kullanılarak aranılan madde önceden bulunabiliyor. Sonrasında ise uygun görülen madde laboratuvarda denenerek sonuçlar karşılaştırılıyor.
İşte bakır-çinko-alüminyum katalizörü binlerce farklı maddeyle kıyaslandığında ortaya az bilinen bir madde nikel-galyum çıktı.
Nikel-galyum katalizörünü test etmek için Danimarka Teknik Üniversitesi’ndeki Chorkendorff’un liderlik ettiği araştırma grubuyla anlaşıldı. İşte Danimarkalı bilim insanları yeni katalizörün normal oda basıncında gerçekten metanol üretebildiğini gösterdiler.
İşte böylece bilgisayarın doğru seçim yaptığı anlaşıldı. Normal bakır-çinko-alüminyum katalizörüne göre nikel galyum katalizörü yüksek sıcaklıkta daha fazla etanol üretirken ortama da daha az karbon monoksit salınımı yapıyor. Ayrıca yeni katalizör oldukça stabil bir katı.
Fakat bu katalizöre biraz saf nano nikel eklediğimizde yan ürünler artıyor ve istenmeyen sonuçlar ortaya çıkıyor. Zaten karbon monoksit oldukça zehirli.
Nikel oldukça bol bulunmasına rağmen galyum daha pahalı ve elektronik endüstrisinde bolca kullanılıyor. Araştırmacılar bu katalizödürün endüstriyel kullanıma uygun hale getirilebileceğini belirtiyor. Fakat nötr karbon prosesiyle metanol üretmek halen bazı engellerin aşılması gerektiği belirtiliyor.
Bence bu sayede karbon dioksit oranı azaltılabilse belki de global ısınma için bir çözüm olabilir.
Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140302143628.htm
