Yapraklı bitkiler karbon nötrlüğü sanatının ustalarıdır: fotosentez sırasında CO₂'yi oksijen ve glikoza dönüştürürler. Hidrojen atomları “aracı” olarak önemli bir rol oynar. Ancak bu süreç pek de verimli değildir. Buna ek olarak, üretilen oksijen CO₂'den değil, emilen sudan gelmektedir. CO₂'nin gerçek anlamda bölünmesi bitkilerde gerçekleşmemektedir ve şimdiye kadar teknik yollarla orta sıcaklıklarda da elde edilememiştir.

Ping He, Haoshen Zhou ve Nanjing Üniversitesi'ndeki ekipleri, Fudan Üniversitesi'nden (Şangay) araştırmacılarla işbirliği yaparak CO₂'yi doğrudan elementel karbon ve oksijene ayırma hedeflerine ulaştılar. Yöntemlerindeki “aracı” hidrojen yerine lityumdur. Ekip, rutenyum ve kobalttan (RuCo) oluşan nano ölçekli bir kokatalizör ile bir gaz katottan ve metalik bir lityum anottan oluşan bir elektrokimyasal cihaz geliştirdi. CO₂ katoda beslenir ve lityum ile iki aşamalı bir elektrokimyasal indirgemeye tabi tutulur. Başlangıçta, lityum karbonat Li₂CO₃ oluşur ve bu da lityum oksit Li₂O ve elementel karbon üretmek için reaksiyona girer. Elektrokatalitik bir oksidasyon sürecinde Li₂O daha sonra lityum iyonlarına ve oksijen gazı O₂'ye dönüştürülür. Optimize edilmiş bir RuCo katalizörünün kullanılması, doğal fotosentezin verimliliğini önemli ölçüde aşan %98,6'nın üzerinde çok yüksek bir O₂ verimine olanak tanır. Saf CO₂'nin yanı sıra, simüle edilmiş baca gazı, CO₂/O₂ karışımı ve simüle edilmiş Mars gazı dahil olmak üzere çeşitli CO₂ fraksiyonları içeren karışık gazlarla da başarılı testler gerçekleştirilmiştir. Mars'taki atmosfer esas olarak CO₂'den oluşur, ancak basınç Dünya atmosferinin basıncının %1'inden daha azdır. Bu nedenle simüle edilen Mars atmosferi argon ve %1 CO₂ karışımı içeriyordu.

Gerekli güç yenilenebilir enerjiden sağlanırsa, bu yöntem karbon nötrlüğüne giden yolu açar. Aynı zamanda, Mars'ın keşfi ve uzay giysileri için oksijen tedarikinden su altı yaşam desteği, solunum maskeleri, iç mekan hava temizleme ve endüstriyel atık arıtmaya kadar geniş uygulama potansiyeline sahip CO₂'den O₂ üretimi için pratik, kontrol edilebilir bir yöntemdir.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1185896/oxygen-for-mars.html