Biyoatıklardan hidrojen verimini birkaç milisaniye içinde en üst düzeye çıkarmanın yolunu geliştiren bilim insanları; muz kabuklarından hidrojen gazı ve katı iletken karbon üretmek için hızlı foto-piroliz kullandı.
Dünyanın enerji talepleri arttıkça fosil yakıt tüketimini de artıyor. Sonuç ise ciddi olumsuz çevresel etkilerle birlikte sera gazı emisyonlarında büyük bir artış olarak karşımıza çıkıyor. Hal böyle olunca bu konuyu ele alan bilim insanları da alternatif, yenilenebilir enerji kaynakları arayışına giriyor. Bu hususta ana adaylardan biri olarak bitki ve hayvanların organik atıklarından veya “biyokütlesinden” üretilen hidrojen ön plana çıkıyor. Diğer yandan atmosferden CO2‘yi emen, uzaklaştıran ve depolayan biyokütlenin ayrışması da negatif emisyonlar veya sera gazlarının giderilmesi için yolları da beraberinde getirebiliyor. Ancak biyokütle ileriye dönük bir yolun habercisi olsa da enerjiye dönüşümünü en üst düzeye çıkarmanın en iyi yolu hâlâ kafalarda soru işareti olmaya devam ediyor.
Buradan yola çıkan İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’ndeki (l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne /EPFL) bilim insanları, biyoatıklardan hidrojen verimini birkaç milisaniye içinde en üst düzeye çıkarmanın bir yolunu geliştirdi. Bu bağlamda EPFL Temel Bilimler Okulu’nda Prof. Hubert Girault’un yönetimindeki araştırmacılar biyokütle foto-piroliz için yalnızca değerli sentez gazı değil, aynı zamanda diğer uygulamalarda yeniden kullanılabilen bir katı karbon biyokömürü üreten yeni bir yöntem geliştirdi Chemical Science‘da yayınlanan çalışmada flaş ışığı ışıması kullanılarak gazlara ve katılara bölünen biyokütle, kurutulmuş doğal biyokütle tozlarını değerli sentez gazı ve iletken gözenekli karbona (biyokömür) foto-pirolize etmek için verimli bir foto-termal işlem olarak tanıtıldı. Fototermal reaksiyonlar, yüksek güçlü bir Xenon flaş lambası kullanılarak birkaç milisaniye (14,5 ms) içinde gerçekleştirildi. Diğer yandan Girault’nun grubu, sistemi son birkaç yılda nanoparçacıkları sentezlemek gibi başka amaçlar için de kullandı.
Bu süreçte lambanın beyaz flaş ışığı, foto-termal kimyasal reaksiyonları destekleyen kısa atımların yanı sıra yüksek güçlü bir enerji kaynağı sağlar. Buradaki fikir, biyokütlenin emdiği ve anında bir fototermal biyokütlenin sentez gazına ve biyokömüre dönüşümünü tetikleyen güçlü bir flaş ışığı çekimi oluşturmaktı. Bu parlama tekniği farklı biyokütle kaynaklarında kullanıldı: muz kabukları, mısır koçanı, portakal kabukları, kahve çekirdekleri ve hindistancevizi kabukları, bunların tümü başlangıçta 105 °C’de 24 saat kurutuldu. Ardından öğütülerek ince bir toz haline getirildi. Toz daha sonra ortam basıncında ve atıl bir atmosfer altında standart bir cam pencereli paslanmaz çelik bir reaktöre yerleştirildi. Ardından Xenon lambası yanıp söndü ve tüm dönüştürme işlemi birkaç milisaniyede bitti.
Her bir kg kurutulmuş biyokütlenin yaklaşık 100 litre hidrojen ve 330 g biyokömür üretebileceğini belirten projede çalışan Bhawna Nagar, bunun da orijinal kurutulmuş muz kabuğu kütlesinin ağırlıkça %33’üne varan bir oran olduğunu söyledi.
Sonuç olarak bu yöntemde öne çıkan hem son ürünleri olan hidrojenin hem de katı-karbon biyokömürünün değerli olması. Bununla beraber hidrojen yeşil yakıt olarak kullanılabilirken; karbon biyokömürü ya gömülebilir ve gübre olarak kullanılabilir ya da iletken elektrotlar üretmek için kullanılabilir.