Dünyadaki petrol rezervleri gün geçtikçe azalırken, doğal gaz gittikçe önem kazanan bir enerji kaynağı olmaya başladı. Doğal gazın en büyük bileşeni metan, diğer hidrokarbon yakıtlara göre daha az karbondioksit salımıyla çevresel açıdan önem kazanıyor. Metan molekülün kararlı yapısı nedeniyle depolanan enerjiye ulaşmak oldukça zor. Ayrıca eğer metan atmosfere yanmadan karışırsa, karbondioksite göre 20 kat daha etkili bir sera gazı haline geliyor.
Pensilvanya Üniversitesi’ ndeki araştırmacılar İtalya ve İspanya’ daki araştırmacılarla işbirliği yaparak, metanı mevcut katalizörlere göre 30 kat daha etkili yakan bir katalizör yarattılar.
Katalizörler kimyasal reaksiyonların daha çabuk, daha etkili ve daha kolay gerçekleşmesini sağlıyor. Örneğin, arabalardaki katalitik konverterler, eksoz gazlarını zararsız gazlara dönüştürüyor.
Normalde doğalgaz katalizörleri 600-700 derece sıcaklıkta reaksiyona giriyorlar. Ayrıca bu katalizörler zamanlar genelde etkilerini kaybediyorlar. Normalde metanın yanma reaksiyonu 800 C derece gibi yüksek bir sıcaklıklarda gerçekleşiyor. Reaksiyonda sıcaklık zaman zaman 1300 C dereceye kadar yüksebiliyor ve zararlı yan ürünler çıkabiliyor. Azot oksitler,sülfür oksitler ve karbondioksit gibi..
Sıradan katalizörlerde metal nano parçacıklar kullanılıyor.Genelde paladyum(Pa) seryum oksite (CeO2)’ e bağlanıyor. Bu yaklaşıma yapılan ince ayarla, araştırmacılar kendi kendine birleşen nano parçacıklar kullandılar. Araştırmacılar paladyum parçacıkların 1.8 nm(nanometre) çapına çekerek, etrafına koruyucu bir gözenekli bir seryum oksit kabuk yaptılar.Böylece metalik çekirdeklere sahip küresel yapılar yapıldı. Küresel yapılar ise moleküllerin ısındığında kümeleşmesini engelleyerek verimin düşmesine engel oluyor. Ayrıca araştırmacılar bu molekülü alüminyum oksit yüzeye yerleştirerek molekül dağılımını düzenledi.
Malzeme aktivitesi incelendiğinde, araştırmacıların bulduğu çekirdek-kabuklu nano yapıda metanı 30 kez daha verimli yandığı gözlendi. Metan 400 C derecede tümüyle yandı.
Bu şekilde gaz türbinlerinde ve otomobil egzoslarında da çevre kirliğinin de azalabileceği belirtiliyor.
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/08/120809141619.htm
http://youtu.be/lVGgPvUhGYw
Referans :
- M. Cargnello, J. J. Delgado Jaén, J. C. Hernández Garrido, K. Bakhmutsky, T. Montini, J. J. Calvino Gámez, R. J. Gorte, and P. Fornasiero. Exceptional Activity for Methane Combustion over Modular Pd@CeO2 Subunits on Functionalized Al2O3. Science, August 2012: 713-717 DOI: 10.1126/science.1222887
