Ağır sanayide sıfır karbonlu temiz amonyak dönemi

Singapur merkezli araştırmacılar, amonyağı NOx salımı oluşturmadan yüksek sıcaklıkta yakabilen tek atomlu platin katalizör geliştirdi.

Ağır sanayinin karbonsuzlaşması, enerji dönüşümünün en zorlu başlıklarından biri olarak görülüyor. Çelik, çimento, petrokimya ve kimya sektörleri, üretim süreçlerinde kesintisiz ve yüksek sıcaklıklı ısıya ihtiyaç duyuyor. Bu nedenle elektrikleşme ve yenilenebilir enerji çözümleri, her alanda tek başına yeterli olamayabiliyor. Singapur merkezli araştırmacılar, bu soruna yönelik yeni bir katalizör teknolojisi geliştirdi. Joule dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, tek atomlu platin katalizör amonyağın temiz ve kararlı biçimde yakılmasını sağlayarak yüksek sıcaklıklı sanayi ısısı üretiminde yeni bir seçenek sunuyor.AMONYAĞIN YAKIT OLARAK KULLANIMIAmonyak, yenilenebilir elektrik, su ve havadan üretilebildiği için uzun süredir temiz yakıt adayları arasında yer alıyor. Sıvı halde depolanabilmesi ve mevcut lojistik altyapılarla taşınabilmesi de onu sanayi için cazip hale getiriyor. Ancak amonyağın yakıt olarak kullanılmasının önünde önemli teknik engeller bulunuyor. Zor tutuşması, yavaş yanması ve yüksek sıcaklıklarda azot oksit oluşumuna yol açabilmesi, ağır sanayide yaygın kullanımını sınırlıyordu. Kimya ve Biyomoleküler Mühendislik Bölümü’nden Prof. Yan Ning ile Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden Doç. Dr. He Qian liderliğindeki ekip, bu sorunu zirkonya takviyeli alümina destekli tek atomlu platin katalizörle aşmayı hedefledi.YANMA 215 DERECEDE BAŞLIYORGeliştirilen katalizör, amonyağın yanma reaksiyonunu 500 santigrat derece yerine 215 santigrat derecede başlatabiliyor. Sistem, endüstriyel fırınların ihtiyaç duyduğu 1.100 santigrat derece seviyesinde de kararlı şekilde çalışabiliyor. Araştırmacılar, reaksiyon sonucunda amonyağın azot ve suya dönüştüğünü, yanmamış yakıt kalmadığını ve NOx emisyonunun sıfıra yakın seviyeye indiğini belirtiyor. Bu sonuç, amonyağın ağır sanayide karbon içermeyen yüksek sıcaklıklı ısı kaynağı olarak kullanılabilmesi açısından önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.MEVCUT TESİSLERE UYARLANABİLİRTeknolojinin sanayi açısından öne çıkan yönlerinden biri, mevcut altyapılara uyarlanabilir olması. Araştırmacılar, katalizörün ağır sanayi tesislerinde büyük ölçekli yeniden inşa ihtiyacı doğurmadan kullanılabileceğini belirtiyor. Doç. Dr. He Qian, sanayi kuruluşlarının sistemlerini sınırlı değişikliklerle modernize ederek temiz ısıdan yararlanabileceğini ifade etti. He’ye göre ağır sanayi yalnızca temiz egzoz gazına değil, aynı zamanda yüksek kaliteli ısıya da ihtiyaç duyuyor. Katalizörün zirkonya ile güçlendirilmiş yapısı, platin atomlarının yüksek sıcaklıklarda kümelenmesini engelliyor. Bu yapı, 1.000 santigrat derecenin üzerindeki koşullarda bile kararlılığın korunmasına yardımcı oluyor.80 SAATLİK TESTİ GEÇTİAraştırmacılar, katalizörün 80 saatlik kesintisiz çalışma testlerinden başarıyla geçtiğini bildirdi. Bu sonuç, malzemenin endüstriyel süreçlerde uzun süreli kullanım potansiyeli taşıdığını gösteriyor. Laboratuvar aşamasının ardından teknoloji için pilot ölçekli denemelere geçilmesi planlanıyor. NUS Hidrojen İnovasyonları Merkezi’nin desteğiyle katalizörün endüstriyel gaz türbinleri, yüksek sıcaklık reaktörleri ve ağır sanayi brülörlerinde test edilmesi hedefleniyor.AĞIR SANAYİ İÇİN KARBONSUZ ISI SEÇENEĞİAmonyak yakıtlı sistemlerin yaygınlaşması, çelik ve çimento gibi karbon yoğun sektörlerin emisyon azaltım hedeflerine katkı sağlayabilir. Uzmanlar, bu tür katalizörlerin hidrojen ve amonyak ekonomisinde yeni uygulama alanları oluşturabileceğini belirtiyor. Çalışmanın baş yazarı Du Yankun, geliştirilen katalizörün amonyağın enerjisini temiz ve güvenilir biçimde açığa çıkarmanın mümkün olduğunu gösterdiğini ifade etti. Yeni teknoloji, ağır sanayinin fosil yakıtlardan çıkışında karbon içermeyen yüksek sıcaklıklı ısı üretimi için dikkat çekici bir alternatif olarak öne çıkıyor.