Sol-Jel (Sol-gel) Yöntemi Nedir?

Seramik bileşimlerin oluşturulmasında kullanılan bir teknolojidir. Küçük tozlar bir sıvı içinde kolloidal süspansiyon haline getirilir ve kristalleşmiş jel elde edilir. Takip eden kurutma, ısıtma ve sinterlemeyle jel yoğun ürüne dönüştürülür. Silika esaslı sistemlerin işlenmesinde sol-jel yöntemi sıklıkla kullanılır.

Havadaki CO2’ i faydalı şeylere dönüştürebilir miyiz?

Yeni elektrokimyasal hücreler, karbondioksitin kimyasal bileşenlerini üretim ve uzay araştırmaları için faydalı bileşiklere dönüştürebilir.  Bu elektrokimyasal hücreler, uzun süren uzay görevlerini daha kolay hale getirebilir.

Yeni kimyasal dönüşüm cihazları, fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen gazın iyi bir şekilde kullanılmasıyla, iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olabilir.

 

Bu elektrokimyasal hücreler, ”Joule”’ de yayınlanan bir makaleye göre, karbon monoksiti yararlı bileşenlere öncekilerden çok daha verimli bir şekilde dönüştürüyorlar. Karbon monoksiti karbon dioksitten toplayan mevcut teknoloji ile kombine edildiğinde, cihazlar, fabrika baca gazları gibi kirlilik kaynaklarından elde edilen CO₂’ yi dönüştürmeye yardımcı olabilir. Bu karbon emisyonunun zararlı etkilerini azaltabilir ve üretim ve uzay yolculukları için gerekli kimyasal malzemeyi üretebilir.

Yeni cihazda, bir anot ve bir katot, elektrolit denilen bir madde ile ayrılır. Katotta bir bakır katalizör tabakasına giren karbon monoksit, elektrik voltajı ile elektrolit vasıtasıyla anottan akan yüklü iyon parçacıkları birleştirir. Bu kombinasyon, etilen gazı ve sıvı asetat gibi yeni karbon bazlı bileşikler üretir. Şimdiye kadar, bu tip hücreler, gelen karbon monoksitin sadece küçük bir kısmını, istenilen kimyasallara dönüştürmüştür.

Yeni hücrelerde katot, karbon monoksiti doğrudan katodun bakır katalizör tabakasına besleyen küçük kanallarla oyulmuş bir titanyum blok ile desteklenir. Gazın katalizör tabakasına yayıldığı veya katodun tepkimeye girmediği bir CO akışına maruz bırakılması yerine, bu geçiş yolları vasıtasıyla katalizöre CO tedarik edilmesi, CO’ in katot içinde yeni kimyasallar üretmek için reaksiyona girme olasılığını arttırır.

Stanfor Üniversitesi’ ndeki kimyager Matthew Kanan ve meslektaşları, gelen CO’ in %84 kadarından yararlanan bu tasarım ile bir elektrokimyasal hücre ürettiler. Diğer hücreler sadece yaklaşık %12 etilen içeren gaz akımları sağlarken, bu hücre, %29’ dan fazla etilen içeren gaz akışı sağlıyor. 

Hücrenin başka bir versiyonunda Kanan’ ın ekibi, sıvı elektroliti bir polimer filmle değiştirdi ve bu da hücrenin daha az seyreltilmiş sıvı ürünler üretmesine yardımcı oldu. Bu hücre, diğer cihazların ürettiğinden yaklaşık 1000 kat daha konsantre bir sodyum asetat çözeltisi pompaladı. 1 santimetre genişliğindeki katot ile hücre 24 saat içinde sadece birkaç mililitre sıvı üretir.

Bu çalışmaya katılmayan Caltech’ deki elektrokimyacı Chengxiang “CX” Xiang, araştırmacıların, bu hücrelerin uzun vadeli kararlılıklarını ve endüstriyel boyutlardaki makinelere nasıl ölçeklendirileceklerini incelemeye ihtiyaç duyduklarını söylüyor.

 

“Bu teknolojiyi karbon dioksitten karbon monoksite ayıran cihazlarla birleştirmek, iklim değişikliğine neden olan CO₂’ i yararlı kimyasal hammaddelere dönüştürmeye yardımcı olabilir” diyor Purdue Üniversitesi’ ndeki Christina Li. Örneğin, etilen çeşitli polimelerler ve bir gıda katkısı olan sodyum asetat yapmak için kullanılır. Bu, karbonat mineralleri gibi çeşitli karbon-biriktiren malzemelerde atmosferdeki CO₂ gazının depolanmasını sağlayabilir.

Bu cihazlar, potansiyel olarak uzay gemilerinde veya Mars atmosferinde mürettebatın nefesinden çıkan CO2 gazını kullanabilir. Kanan, “Aslında asetat üzerinde mikroorganizmalar yetiştirebilirsiniz diyor ve ekliyor “Ve bu organizmaları, derin uzay görevlerinde yaşamı sürdürmek için her türlü daha karmaşık molekülleri üretmek için tasarlayabilirsiniz.”

Kaynak: https://www.sciencenews.org/article/new-devices-could-help-turn-atmospheric-co2-useful-supplies