Biyonik Yaprak

Bitkilerin büyük mucizesi olan fotosentez, su ve havada bulunan serbest karbondioksiti kullanarak oksijen üretmeye yarayan bir mekanizmadır. Bilim adamları yüzlerce yıldır bu mekanizmayı anlamak ve maruz kaldığımız küresel ısınmayı önlemek amacıyla havadaki karbondioksiti azaltma yöntemi olarak bu mekanizmayı yapay yollardan elde etmeye çalışmaktadır. Sevindirici haber ise Harvard Üniversitesi’nden geldi. Harvard Üniversitesi Kimya Bölümünden Daniel Nocera ve ekibi ile sentetik biyolog Pamela Silver ve ekibinin ortak yürüttüğü proje sonucunda yaşayan bir batarya üretildi ve adına da “biyonik yaprak ya da suni yaprak” adı verildi. Biyonik yaprak fotovoltaik panel yardımıyla güneş enerjisini kullanarak suyu bileşenleri olan oksijen ve hidrojene ayırır. Ardından eklenen ‘Ralstonia eutropha’ olarak adlandırılan bakteri yardımıyla açığa çıkan hidrojen karbondioksitle birleşerek yakıt olarak kullanılabilecek izopropanole dönüştürür. Küresel ısınmaya ve sera etkisine sebep olan havadaki karbondioksitin azaltılmasında yardımcı olabilecek olan bu projenin bir diğer avantajı ise suyun hidrolizi sonucu açığa çıkan hidrojenin yakıt halinde depolanabilme olanağı sağlamasıdır. Son dönemlerin popüler yakıtı olarak görülen hidrojenin depolanma problemine de çözüm olanağı sağlamaktadır.

biyonik-yaprak-1

Sentetik yaprak ilk olarak 2015 yılında üretildi ve 1 litre su kullanılarak 216 miligram yakıt elde edildi. Proses sürecinde suyun hidrolizi için nikel-molibden – çinko katalizörü kullanıldı. Fakat beklenmedik bir yan etki gözlendi. Kullanılan katalizör bakterilerin zehirlenmesine yol açtı ve reaksiyon devam edemedi. Bunun üzerine yeni katalizör arayışına giren araştırmacılar korozyon önleyici olarak da kullanılan kobalt ve fosfor alaşımını kullandılar. Fotovoltaik panelden gelen elektrik akımı hem suyu hidroliz edecek enerjiye sahip hem de kobalt-fosfor katalizöründen kobaltın çökelti oluşmasına engel olup herhangi bir zehirlenmeyi önleyebilmektedir. Yeni katalizör kullanılarak elde edilen biyonik yapraktan elde edilen verim ise umut vadediyor. Her kilovat saat için 230000 litre havadan 130 gram karbondioksit kullanılarak 60 gram izopropanol üretilmektedir. Bunu daha somut hale getirecek olursak biyonik yaprağımız sonucu yapılan fotosentez doğal fotosentezden daha verimli ve hızlıdır.

Kaynaklar:
Shaw, J (Mayıs- Haziran 2015). The “Bionic Leaf ” Erişim Tarihi: 24 Haziran 2016, http://harvardmagazine.com/2015/05/the-bionic-leaf
Biello, D (2 Haziran 2016). “Bionic Leaf Makes Fuel from Sunlight, Water and Air.” Erişim Tarihi: 24 Haziran 2016, http://www.scientificamerican.com/article/bionic-leaf-makes-fuel-from- sunlight-water-and-air1/

Send this to friend