Geri Dönüşümde Devrim Yaratmak: Endüstriyel Atıkları Yapay Fotosentez Yoluyla Çevre Dostu Plastiğe Dönüştürmek

Geri Dönüşümde Devrim Yaratmak: Endüstriyel Atıkları Yapay Fotosentez Yoluyla Çevre Dostu Plastiğe Dönüştürmek
Geri Dönüşümde Devrim Yaratmak: Endüstriyel Atıkları Yapay Fotosentez Yoluyla Çevre Dostu Plastiğe Dönüştürmek
Turning Waste CO2 and Acetone Into Biodegradable Plastic Precursor

Güneş ışığına eşdeğer ışıktan elde edilen enerjiyi kullanan yapay fotosentez sistemi, biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik öncü üretmek için enzimler ve bir rodyum katalizörü kullanır. Şimdi ilk kez, proses, egzoz gazına benzer düşük konsantrasyonlarda CO2 ve ham madde olarak atık aseton kullanarak çalışıyor. Kredi: Yutaka Amao, OMU

Düşük konsantrasyonlu CO2, yapay fotosentez kullanılarak biyolojik olarak parçalanabilen plastik öncüde yeniden kullanılabilir.

Profesör Yutaka Amao tarafından yönetilen bir araştırma ekibi. Osaka Metropolitan Üniversitesi, yapay fotosentez kullanarak atık aseton ve düşük CO2 konsantrasyonlarından biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik olan poli-3-hidroksibütiratın sentezini başarıyla gösterdi. Çalışma, kalıcı işaretleyici mürekkebi ve enerji santrallerinden ve diğer endüstriyel kaynaklardan çıkan egzoz gazına eşdeğer CO2’den elde edilen atık asetonun yeniden değerlendirilmesini amaçlıyordu. 24 saat sonra asetonun %60’ından fazlası 3-hidroksibütirata dönüştürüldü. Ekibin Green Chemistry’de yayınlanan bulguları, yapay fotosentezin pratik uygulamasını ve atık malzemelerin daha verimli kullanılması için teknolojiyi daha da geliştirme planlarını vurgulamaktadır.

Poli-3-hidroksibutirat—biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik— öncü madde olarak 3-hidroksibütirattan yapılan, genellikle ambalaj malzemelerinde kullanılan güçlü, suya dayanıklı polyester. Önceki çalışmalarda, Osaka Metropolitan Üniversitesi Yapay Fotosentez Araştırma Merkezi’nden Profesör Yutaka Amao liderliğindeki bir araştırma ekibi, 3-hidroksibütiratın CO2 ve asetondan yüksek verimlilikle sentezlenebileceğini bulmuş, ancak bunu yalnızca daha yüksek CO2 konsantrasyonlarında göstermişti. sodyum bikarbonat.

Bu yeni çalışma, kalıcı keçeli kalem mürekkebinden ve enerji santralleri, kimya fabrikaları veya çelik fabrikalarından çıkan egzoz gazına eşdeğer düşük CO2 konsantrasyonlarından elde edilen atık asetonu yeniden kullanmayı amaçlıyordu. Aseton, birçok farklı laboratuvar ortamında reaksiyonlar için veya atık aseton üreten bir temizlik maddesi olarak kullanılan nispeten ucuz ve oldukça zararsız bir kimyasaldır. Aseton ve CO2, güneş ışığına eşdeğer ışıkla çalışan yapay fotosentez kullanılarak 3-hidroksibütiratın sentezlenmesi için ham madde görevi gördü.

“Dikkatimizi, termik santrallerden çıkan egzoz gazı tarafından oluşturulan CO2’nin kullanılmasının önemine odakladık ve yapay fotosentezin pratik uygulamasını gösteren diğer kaynaklar,” diye açıkladı Profesör Amao.

24 saat sonra, asetonun %60’ından fazlası başarıyla 3-hidroksibütirata dönüştürüldü. Bulguları 1 Mart 2023’te Green Chemistry dergisinde yayınlandı.

“Gelecekte, yapay fotosentez teknolojisini daha da geliştirmeyi hedefliyoruz, böylece sıvı atıklardan ve ayrıca egzozdan asetonu kullanabilir. gazı laboratuvardan hammadde olarak alınır,” dedi Profesör Amao.

Referans: “Hibritleştirilmiş fotokatalitik NADH rejenerasyonu ve çoklu biyokatalizörlerden oluşan bir sistemle aseton ve düşük CO2 konsantrasyonlarından görünür ışıkla çalışan 3-hidroksibutirat üretimi ” yazan Yu Kitaa ve Yutaka Amao, 1 Mart 2023, Green Chemistry.
DOI: 10.1039/D3GC00247K

Fon: Japan Society for the Promotion of Science