Koreli-Hollandalı bir araştırma grubu, mikroplastiklerden değerli kimyasallar üretmek için bir süreç geliştirdi. Fotosentezi taklit ederler.
Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Chan Beum Park liderliğindeki bir araştırma grubu, gelecek vaat eden iki teknolojiyi tek bir süreçte birleştirmeyi başardı. İşlemleri, süreçte mikroplastikleri kullanarak bitkilerin fotosentezini taklit eder. Ekibin Nature Synthesis’te bildirdiği gibi, zirkonyum ve demir oksitten yapılmış bir elektrot, güneş ışığının yardımıyla mikroplastikten elektronları kapar. Bunlar, değerli kimyasallar üretmek için elektronları kullanan bir elektrik devresi yoluyla enzimlere ulaşır. Ancak şimdiye kadar, çalışma yalnızca prensibin işe yaradığını gösterdi. Sürecin ekonomik açıdan değerli olup olmadığı, büyük ölçekte uygulanıp uygulanamayacağı ve plastik atığın azaltılmasına gerçekten katkıda bulunup bulunmadığı hala belirsiz.
Her yıl dünya çapında yaklaşık 390 milyon ton plastik üretiliyor ve bunların neredeyse dörtte üçü kısa bir süre sonra tekrar çöpe atılıyor. Plastik atıkların çoğu yakma fırınlarında son buluyor veya düzenli depolama alanlarında ve doğada birikiyor. Daha da büyük bir ekolojik tehdit, boyutu beş milimetreden küçük olan en küçük plastik parçacıklardır. Bu sözde mikroplastik, örneğin kozmetik boncukları, giysi liflerini veya lastik aşınmasını içerir.
Delft’teki Teknoloji Üniversitesi’nden Chan Beum Park ve meslektaşları Jinhyun Kim, Jinha Jang ve Thomas Hilberath ve Frank Hollmann, bu tür atıkları değerlendirmek için şimdi bitkilerin çok eski zamanlardan beri kullandığı bir prensibi kullanıyor. Örneğin, plastik şişelerin yapıldığı PET’i hammadde olarak kullanıyorlar. Güneş ışığı, elektronları plastikten çıkarmak ve anoda aktarmak için enerji sağlar. Elektronlar, elektronları emen ve onları enzimlere ileten bir karbon fiber kağıt katoda iletilir.
Elektron kaynağı olarak mikroplastikler
Bunlar, değerli kimyasallar üretmek için yüksek enerjili elektronları kullanır. Çalışma grubunun gösterdiği gibi, prensip, teknik olarak önemli reaksiyonların gerçekleşmesini sağlayan çeşitli enzimlerle çalışır. Böylece plastik atıkların yardımıyla hangi maddeleri üreteceğinize özel olarak karar verebilirsiniz. Bu arada plastik atıklar, bir dizi endüstriyel uygulamada da kullanılan formik ve asetik asit üretir. “Bu sonuçlar, fotoanotun mikroplastiklerden elektronları çıkarabildiğini ve bunlardan organik yakıtlar üretebildiğini gösteriyor” diye yazıyorlar, ancak aynı zamanda süreçlerindeki zayıflıklara da işaret ediyorlar.
Teknoloji henüz çok etkili değil. Araştırmacılar, bir miligram PET ila bir mililitre sodyum hidroksit çözeltisinden yalnızca 24 mikrogram formik asit ve 11 mikrogram asetat üretebildiler. Bu nedenle, daha yüksek enerjili yük taşıyıcıların elektronları plastikten daha etkili bir şekilde çekebilmesi için zirkonyum içeren elektrotun yüzey yapısının değiştirilmesi gereken takip deneyleri öneriyorlar. Ayrıca, uyarılmış elektronlar biyokatalizörlere daha kolay aktarılabilirse, enzim reaksiyonlarında verimin de iyileştirilebileceğinden şüpheleniyorlar.
