Yeni sorbentler havadaki karbondioksiti mevcut olanlardan üç kat daha fazla emme kapasitesine sahiptir. Sorbent ayrıca karbondioksiti sodyum bikarbonata ya da deniz suyuna maruz kaldığında okyanuslarda güvenle tutulabilen kabartma tozuna dönüştürmektedir. Uluslararası Enerji Ajansı’na göre, Kanada, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri’nde karbondioksiti doğrudan havadan alan 18 tesis halihazırda faaliyet göstermektedir (IEA). Bu pilot ölçekli tesislerde karbondioksit, amin bazlı sıvılar veya katılar kullanılarak yakalanmaktadır. Malzemeler karbondioksiti kullanım veya depolama için serbest bırakmak üzere ısıtıldıktan sonra sorbent yeniden kullanıma hazır hale getirilir.
Karbondioksit Yakalama Teknikleri
Oysa günümüz teknolojisi ile bir ton CO₂ sadece birkaç yüz dolara yakalanabilmektedir. IEA’ya göre, doğrudan hava yakalamanın (DAC) dünya çapında karbon emisyonlarını 2050 yılına kadar sıfıra indirmeye yardımcı olacak kadar geniş çapta kullanılabilmesi için maliyetlerin düşmesi gerekmektedir.
Bir sorbentin havadaki milyonda 400 parçacık konsantrasyonundaki CO₂’yi emme kabiliyetini arttırmak, bunu yapmanın bir tekniğidir. Lehigh Üniversitesi’nde çevre mühendisi olan Arup K. SenGupta ve ekibi, yüksek kapasiteli bir sorbent oluşturmak için bakır klorür çözeltisini poliamin grupları içeren reçine boncuklarından geçirdi.
Aminlerdeki nitrojen atomları bakır iyonlarıyla bir bağ oluşturarak boncukları maviye dönüştürür. Bakırla modifiye edilmiş boncuklar, atmosferik hava bunlarla dolu bir kolondan itildiğinde, işlenmemiş boncuklardan ve bilinen diğer katı sorbentlerin çoğundan üç kat daha fazla, yaklaşık 5 mol CO₂/kg yakaladı. Havadaki CO₂ ve su buharı, bakır-azot kompleksine bağlanan bikarbonatlar oluşturmak üzere reaksiyona girer. Bu reaksiyon pozitif yüklü bakır iyonları tarafından tetiklenir.
Bilim insanları daha sonra deniz suyunu kolondan geçirdi. Denize salınabilen sodyum bikarbonat, bakır iyonları bikarbonat iyonlarını tuzlu suda bulunan tuzdaki klorür ile değiştirdiğinde oluşur. SenGupta’ya göre okyanuslar önemli bir karbondioksit yutağı olarak hizmet verebilir.
Ona göre, yeni sorbentin daha yüksek kapasitesi daha düşük DAC maliyetleri ile sonuçlanmalıdır. Denizden gelen hava ve suyun sorbent dolu kolonlar aracılığıyla aktığı kıyı veya açık deniz tesisleri öngörüyor. Kabartma tozu içeren su daha sonra okyanusa boşaltılıyor. Eğer büyük bir kapasiteye ulaşırsak, bunun maliyeti ton CO₂ başına 100 dolardan daha az olacaktır. Doğrudan hava yakalamanın küresel olarak kullanılabilmesi için az gelişmiş ya da yoksul ülkelere de yayılabilecek bir tekniğe ihtiyacımız var.
Harvard Üniversitesi’nde fizikçi olan ve DAC girişimi Carbon Engineering’in yaratıcısı David Keith, malzemenin karbon yükleme kabiliyetinin dikkate değer olduğunu savunuyor. Ancak maliyeti düşürmek istiyorsanız, malzemenin karbondioksiti ne kadar hızlı emdiğini hızlandırmanız gerekir. Etkili hava yakalama için “hızlı kinetik gereklidir, aksi takdirde hava temas sisteminin masrafı artar” diyor.
Kaynak: cen.acs.org/environment
