Pensilvanya Üniversitesi, İtalya ve İspanya’dan araştırmacılarla işbirliği içinde şimdiye kadar kullanılan katalizörlere göre metan gazının yanma performansını 30 kat iyileştiren bir katalizör geliştirdi.
Açıklamaya göre bu yeni katalizör, metan gazının yanması ile ortaya çıkan enerjiyi çok daha iyi değerlendirme imkanı sağlarken emisyonlarda da azalma sağlıyor. Bu da gaz türbinlerindeki katalitik yanma işleminin daha ucuz ve temiz olmasını sağlayabilir. Pensilvanya Üniversitesi, kimya ve biyomoleküler mühendisliği bölümü
profesörlerinden Raymond J Gorte, metan gazı yanması sırasında oluşan şartlarda kararlı kalabilecek bir malzeme geliştirmenin pek kolay olmadığını söylüyor. Şu ana kadar kullanılan katalizörler yeterli kararlılıkta kalamadıkları için yanmamış metanın atmosfere kaçmasına olanak veriyorlardı. Özellikle de doğal gaz makinalarında metan, egzos gazındaki önemli paya sahip maddelerden biri.
Bunun yanı sıra bilinen katalizörler, 600°C ve 700°C arası yüksek sıcaklıklar gerektiriyor. Metan gazı yanması sonucu da ortaya çıkan yüksek sıcaklıklara bu maddeler dayanamıyor ya deaktive oluyor ya da verimlerini kaybediyorlardı. Ek olarak, çevresel açıdan olumsuz etkiler söz konusuydu. Sıcaklıklar 13000C ve üzerine çıktığında nitrojen oksitler, sülfür oksitler ve karbonmonoksit gibi zararlı atık gazlar ortaya çıkıyordu.
Metan yanmasında kullanılan katalizörler metal nanoparçacıklardan oluşmakta, özellikle de seryum oksit (CeO2) gibi oksitlerin içinde tortulaştırılmış palladyum (PD) kullanılmaktaydı. Bu geliştirilen yöntemde araştırmacılar kendi kendine toplanan nano parçacıkları kullanmışlar. Önce paladyum parçacıkları alıp, seryum oksitten oluşan gözenekli bir kabukla kaplamışlar. Bu şeklinde içleri metal olan küresel yapılar elde etmişler. Isıtıldığında bu küçük yapılar bir araya kenetlenme eğilimi gösterdiğinden ve bu kenetlenme katalizörün aktivitesini düşüreceğinden, ekip, bu kürecikleri alüminyum oksitten oluşan hidrofobik bir yüzeye bırakmış ve eşit dağılmalarını sağlamış.
Aktivite test edildiğinde, eynı miktarda metal kullanılarak, bilinen en iyi metan katalizörüne göre 30 kat daha yüksek yanma performansı elde edilmiş. Metanın 400°C’de tam olarak yandığı gözlemlenmiş. Araştırma Journal Science’da yayınlanmış. Şu an bu yöntemle performansın nasıl bu kadar arttığı daha iyi anlaşılmaya ve benzer metodla yeni malzemeler geliştirilmeye çalışılıyor.