Page 15 - ChemLife Sayı 52

15
BILIMSEL GELIŞMELER www.chemlife.com.tr CHEMLIFE

temiz hidrojen üretiyor. Karbonat olu- temin edilebilen membranlarının kul-
şumu söz konusu olduğunda UCLA lanım ömrü 10.000 saatin üzerindedir.
Karbon Yönetimi Enstitüsü müdürü Oldham, "Elektrodiyaliz performan-
ve Equatic'in kurucularından Gaurav sında termodinamik sınıra oldukça
Sant, 'biz sadece okyanusların yaptık- yakınız" diyor, ancak "membranın fi-
larını taklit ediyoruz' diyor. ziksel boyutu üzerinde çalışmaya de-
vam edeceğiz; ne kadar büyük olursa
Elektroliz, Equatic'in toplam enerji ihti- o kadar iyi, ancak performansı koru-
yacının %80-90'ını tüketir. 'Gerçekten malısınız". Karbondioksitin sıkıştırılıp
büyük miktarda suyu hareket ettiriyor depolanması için taşınması için ek bir
olsanız bile, elektroliz çok daha fazla enerji maliyeti ortaya çıkacaktır. Bir
enerji gerektirir. Temel olarak odadaki yaşam döngüsü analizi, sıkıştırma için
fil budur' diye ekliyor. gereken enerjinin yakalanan karbondi-
oksitin 111kWh/ton olduğunu ve onu
Başlangıçtaki laboratuvar sistemin- bir kuyuya enjekte etmek için gereken
den, sürecin genel enerji ihtiyacını enerjinin ise 7kWh/ton olduğunu or-
%10'un üzerinde azaltarak yaklaşık Equatic'in prosesinin avantajı, hem deniz suyundan karbon dioksiti ayrıştırmak için taya koydu.
2MWh/ton karbondioksit miktarına ayırması hem de aynı anda hidrojen üretmesi.
düşürdüler. Paris Anlaşması limitleri Yakın zamanda yapılan bir analiz, bu
dahilinde kalmak için yaklaşık 10 gi- olivin gibi bol miktarda mineral eklene- geçen deniz suyunun ana akışına geri süreçleri tuzdan arındırma ile eşleştir-
gaton emisyonun ortadan kaldırılma- rek yapılabilir. Kıyıdaki hava koşulları, eklenir ve burada pH 8,1'den yaklaşık menin karbondioksit giderme potan-
sı gerekebilir; bu, yalnızca bu rotayla okyanusta mineral biriktirerek alkali 4'e çıkar. Asitlikteki değişiklik, bikar- siyelini yılda 10 milyon tonun altına
emisyonun ortadan kaldırılması için bonat iyonlarının karbondioksiti bı- sınırlayacağını öne sürüyor. Ancak bu
2050 yılına kadar 20.000 TWh ye- liğin yeniden sağlanmasına yardımcı rakmasına neden olur ve bu, bir gaz tür santraller Orta Doğu gibi bölge-
nilenebilir elektriğin gerekli olacağı olur, ancak günümüzde okyanuslar aracılığıyla sudan uzaklaştırılır. Testler lerde bulunuyor ve güneş enerjisini
anlamına geliyor. ABD 2022'de 974 karbondioksiti bu doğal sürecin telafi yakalama oranlarının %95 civarında ol- kendilerine güç sağlayacak şekilde
TWh yenilenebilir elektrik üretti. edebileceğinden daha hızlı bir oran- duğunu gösteriyor. Captura, prosesin ölçeklendirme potansiyeline sahip.
da emmektedir. Alkali minerallerin verimliliğini daha da artırmak amacıy- Captura için ortak konumlandırma
Denklemin diğer tarafında Equatic sü- eklenmesi diğer şirketler tarafından la sudan oksijeni uzaklaştırmayan bir bir 'pazara giriş stratejisidir'. Equinor
reci de hidrojen üretiyor. Günümüzün da sürdürülüyor ancak ortaya çıkan membran geliştirmek üzere endüst- ile olan yeni ortaklığının, devlete ait
elektrolizörlerinin bağımsız üretimi, karbondioksit düşüşünün hesaplan- riyle birlikte çalışıyor. petrokimya firmasının denizde sondaj
42–65 kWh/kg arasında hidrojen ve ması belirsizliklerle dolu. kuleleri gibi yapılar inşa etme deneyi-
bir tatlı su kaynağı gerektirir. Ancak Elektrodiyaliz işleminden çıkan diğer minden faydalanmasını sağlayacağını
sisteme güç sağlamak için bir yakıt Mineral karbonatların okyanusa geri (alkali) akım daha sonra asitliği nötra- umuyor.
hücresinde kullanılmadığı sürece, üre- gönderilmesi, karbon tutumunun sıkış- lize etmek ve pH'ı yeniden 8,1 civarı-
tilen hidrojeni sıkıştırmak ve taşımak tırma ve taşıma maliyetlerinden her- na getirmek için tekrar suya eklenir. Sektör ölçeklendirmeye ve sistemle-
için enerji gerekecektir. hangi birini ortadan kaldırır. Equatic Santralden çıkan sudaki karbondioksit rinin okyanus sağlığına fayda sağladı-
Equatic'in geliştirdiği elektrotlar, de- doğal bir süreci 'sadece' hızlandırıyor giderildiği için, okyanus yüzeyinde kal- ğını göstermeye odaklanırken, maliyet
niz suyuyla maksimum yüzey teması olsa da ekosistemler üzerinde olumsuz ması şartıyla atmosferden daha fazla sorunu devam ediyor. “Neden önemli
için levhalar şeklini alıyor ve yaygın bir etki yaratmadan bunun ne kadar çekilmesi gerekiyor. Yüzey suları tara- olduğuna dair hiçbir soru yok. Yapıl-
alaşımlardan ve az miktarda platin gru- hızlandırılabileceğini kimse bilmiyor. fından tam olarak ne kadar emileceği ması gerektiğine hiç şüphe yok” diyor.
bu metallerden oluşuyor. Normalde Derin okyanusun hâlihazırda yaklaşık
deniz suyunun elektrolizi klor üreti- 37.000 Gt karbon depoladığı tahmin
mine yol açardı ancak araştırmacılar ediliyor. Sant, "Bizim konumumuz,
artık klor oluşumunu bastırabiliyor. gerçekten ayrıntılı çevresel etki de-
Sant, “Bu gerçekten büyük bir atılım” ğerlendirmeleri yürütmek, olup biteni
diyor. “Equatic prosesinin mümkün en ince ayrıntısına kadar inceleyebil-
olduğunca enerji açısından verimli mek ve ilerledikçe daha fazla bilgi elde
olmasını sağlamak ve aynı zamanda edebilmektir" diyor.
hidrojen üretimi için deniz suyu elekt-
rolizini yönlendirmek için tüm yolu aç- Alternatif olarak, karbonat mineral-
mak amacıyla elektrot mühendisliği leri inşaatlarda veya yükselen deniz
ve elektrot tasarımı üzerine çok fazla seviyesinden etkilenen kıyı şeridini
zaman ve çaba harcadık.” desteklemek için kullanılabilir; ancak
bunların tesisten taşınması için enerji
Karbonat kimyası gerekli olacaktır.
Captura'nın süreci, maliyetleri azaltmak için tuzdan arındırma tesisleriyle
Sistem, karbondioksiti yakalamak Yakalanan karbonun yumuşatılması birleştirilebilir.
için deniz suyundaki magnezyum ve henüz kesin olarak kanıtlanmamıştır. Sant. 'Soru şu ki, bunun bedelini nasıl
kalsiyum iyonlarının bolluğundan ya- Captura'nın prosesinde filtrelenmiş Bununla birlikte, elektrodiyaliz adımı ödeyeceğiz? Peki bunun bedelini kim
rarlanıyor. Bunlar, katottaki karbondi- deniz suyu sürekli olarak tesisten ge- oldukça enerji yoğundur; toplam pro- ödeyecek?'
oksiti bağlayarak kalsiyum karbonat çiyor. Enerji tüketimini azaltmak için ses enerjisi ihtiyacının yaklaşık %70'ini
ve hidratlı magnezyum karbonatlar deniz suyu alımının yalnızca %0,5'i emer. Captura rakamları yayınlamadı Kaynak: https://www.chemistrywor-
üretir; böylece deniz suyunda bulu- elektrodiyaliz aşamasından geçmekte- ancak enerji talebini azaltmak ve ma- ld.com/news/the-start-ups-taking-
nan karbondioksiti hapseder. Bunlar dir. Önce yumuşatılır (magnezyum ve liyetleri düşürmek için elektrodiyaliz on-climate-change-by-extracting-car-
elektrot ağından sürekli olarak 'kazı- kalsiyum iyonlarını uzaklaştırmak için) ünitesini yoğun olmayan yenilenebilir bon-dioxide-from-the-sea/4019062.
nabilir'. Daha sonra, ortaya çıkan alkali, ve ardından bir dizi elektrikli memb- enerji kaynaklarıyla çalışabilecek şe- article
karbondioksiti tükenmiş deniz suyu randan geçirilir. Malzemeler şimdilik kilde aşırı inşa etmeyi planlıyor. Gün-
akışından hava kabarcıkları geçirilir, gizli tutuluyor ancak Oldham bunların de altı saat boyunca yoğun olmayan
böylece atmosferden daha fazla kar- nadir toprak elementleri içermediğini elektrik kullanılarak, sürecin 24 saat
bondioksit uzaklaştırılır. söylüyor. devam etmesine yetecek kadar asit
Anotta, deniz suyunun asit akışının, ve baz üretilebiliyor. Diğer bir avantaj
denize geri gönderilmeden önce alkali- Su molekülleri hidroksil ve hidrojen ise membranların ömrünü dört katına
liğinin yeniden sağlanması gerekir. Bu, iyonlarına ayrışır. Asit akışı, tesisten çıkarmasıdır. Günümüzün ticari olarak