Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun (Caltech) alimləri karbon qazını (CO₂) sudan və elektrikdən istifadə edərək sənaye üçün faydalı plastiklərə çevirmək üçün yeni bir iki addımlı sistem hazırlayıblar. Bu sistem, davamlı enerji mənbələrindən alınan elektrikdən istifadə edərək karbon qazını etilen və karbon monoksid kimi mürəkkəb maddələrin istehsalında istifadə edilə bilən molekullara çevirir. Bu proses, bitkilərdən istifadə etmədən işıq enerjisini istifadə etməklə həyata keçirildiyinə görə "süni fotosintez" adlanır.

Yeni sistemdə istehsal olunan etilen və karbon monoksid, poliketon adlı sənaye plastiklərinin hazırlanmasında istifadə edilir. Poliketonlar yapışqanlardan avtomobil hissələrinə, idman avadanlıqlarından sənaye borularına qədər bir çox sahədə geniş istifadə olunan dayanıqlı və istiliyə davamlı materiallardır.

Layihənin rəhbəri, Caltech professoru Teo Aqapi bildirib ki, "Biz CO₂-dən vasitəçi kimi bitkilərdən istifadə etmədən faydalı material əldə etməyin mümkün olduğunu göstərdik." Layihənin əsas tədqiqatçılarından biri olan Maks Zelabovski isə qeyd edib ki, "Bu sistem CO₂-nü plastika çevirmək üçün önəmli bir addımdır."

Əvvəlki sistemlərdən fərqli olaraq, bu yeni sistemdə etilen və karbon monoksid tamamilə karbon qazı və sudan əldə edilir. Əvvəlki texnologiyalarda bu maddələr adətən neft məhsullarından alınırdı. Bununla belə, CO₂-nün plastikə çevrilməsi bir çox texniki problemləri də özü ilə gətirir. Ən böyük çətinliklərdən biri, yüksək təmizlik və konsentrasiyada etilen və karbon monoksid istehsal etməkdir. Əvvəlki sistemlərdə bu maddələrin konsentrasiyası 5%-dən az idi, lakin yeni sistemdə etilen 11%, karbon monoksid isə 14% konsentrasiyada istehsal olunur.

Sistem iki fərqli reaksiya dövrəsindən ibarətdir. Birinci dövrdə, qaz diffuziya elektrod hüceyrələri vasitəsilə CO₂ elektrokimyəvi şəkildə çevrilir. Alimlər bu proses zamanı qazı bir neçə dəfə elektrokimyəvi qurğudan keçirərək yüksək konsentrasiya əldə edirlər. İkinci dövrdə isə istehsal olunan etilen və karbon monoksid qapalı bir reaktorda xüsusi bir paladyum katalizatoru vasitəsilə polimerə çevrilir.

Bu yeni sistemdə istifadə edilən katalizatorun xüsusi üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, CO₂-nün çevrilməsi prosesində yaranan su buxarı və digər çirkləndiricilərə qarşı davamlıdır. Əvvəlki katalizatorlar bu cür çirkləndiricilərdən təsirlənərək effektivliyini itirirdi. Bu səbəbdən yeni katalizatorun tətbiqi mühüm bir irəliləyiş hesab edilir.

Tədqiqatçılar bildirirlər ki, sistemin bəzi aspektləri hələ də təkmilləşdirilməlidir. Hazırda istehsal olunan poliketonlar standart üsullarla istehsal edilənlərdən daha aşağı molekulyar çəkiyə malikdir. Buna baxmayaraq, alimlər ümid edirlər ki, bu texnologiya davamlı plastik istehsalı sahəsində marağı artıracaq və gələcəkdə daha da təkmilləşdiriləcək.

Professor Aqapi vurğulayıb ki, bu prosesin davamlı və praktik olması üçün istifadə edilən elektrik bərpa olunan və karbon neytral mənbələrdən alınmalıdır. Həmçinin, bu enerji mənbələri kifayət qədər ucuz olmalıdır ki, neft məhsulları ilə rəqabət apara bilsin.

Tədqiqatın digər müəllifləri arasında UCLA-dan Hök-Cun Conq və Paula L. Diakonesku da yer alır. Bu araşdırma "Angewandte Chemie International Edition" jurnalında dərc olunub və prosesin gələcəkdə geniş tətbiq imkanları üçün mühüm bir addım olduğu vurğulanıb.