Karbon dioksiti ortam havasından ya da bacalardan yakalamak için kullanılan ekipmanlar genellikle tersinir bir filtreyle çalışır. Hava, CO2'yi emen granüller ya da sıvıdan geçirilir, ardından CO2 yüklü madde ısıtma gibi bir işlemle gazı bırakır. Ortaya çıkan gaz ayrı bir akışta toplanabilir.
Benzer bir işlem daha küçük ölçekte de yapılabilir; örneğin bir pilin içinde. Delaware Üniversitesi'nden James Buchen öncülüğündeki bir ekibin yeni çalışması, daha önceki girişimlere kıyasla daha uygulanabilir olduğu belirtilen pil tabanlı elektrokimyasal karbon yakalama tekniğine örnek gösteriyor. Bu yöntemin, hâkim olan tersinir filtre tasarımlarına göre daha az enerji gerektirmesi ve dolayısıyla daha ucuz olması bekleniyor.
Karbon kimyası
Bu tür bir cihazın temel fikri, pil katodunda üretilen hidroksitin CO2 ile reaksiyona girerek karbonat ya da bikarbonata dönüşmesi ve ayırıcı membrandan anoda geçmesidir. Orada daha düşük pH reaksiyonu tersine çevirir ve karbonat tekrar CO2 gazına dönüşür. Katodun rolü hidroksit iyonu üretmek, anotun rolü ise onları tüketmektir.
Bu durumda hem katot hem de anot nikel hidroksittir. Bu malzeme, eski tip şarj edilebilir AA ve AAA nikel-metal hidrit pillerdeki katotla aynıdır. Ancak enerji depolayıp taşınabilir bir cihazı çalıştırmak için şarj edilen bir pil gibi değil, daha çok kimyasal bir seesaw gibi çalışır. Bir yönde voltaj uygulandığında katot hidroksit üretmek için çalışır ve bu hidroksit anoda doğru hareket eder. Uygulanan voltaj ters çevrildiğinde eski anot yeni katot olur ve aynı kimya tam ters yönde ilerler. Tüm bu süreç boyunca cihaz CO2'yi yakalar ve hücre boyunca taşır.
Araştırmacılar, her biri yaklaşık yarım A4 boyutunda alanlı dokuz hücreden oluşan laboratuvar ölçeğinde bir cihaz test etti. Bir üfleyici, her hücreyi birbirine bağlayan plaklardaki kıvrımlı hava kanallarından hava geçirdi; bu bileşenler yakıt hücrelerinden alındı.
Bu küçük cihaz, yakalanan CO2 tonu başına yaklaşık 0,8 megavat-saat elektrik kullandı. Ortam havasından karbon yakalayan mevcut tesisler ton başına CO2 için 1,5 ila 3 megavat-saat civarında enerji tüketiyor.
Sürecin pilotlanması
Ekipteki araştırmacıların bazıları bu teknolojiye dayanan RepAir Carbon adlı bir girişimde yer alıyor ve makalenin bir bölümü ölçekli finansal fizibiliteye ayrılmış.
İlk küçük pilot tesis için maliyetin yakalanan CO2 tonu başına yaklaşık 566 dolar olduğu tahmin edildi. Ekip, lityum-iyon pil endüstrisindeki öğrenme oranını ve daha büyük tesisler için yaygın maliyet ölçeklendirmesini kullanarak birkaç pilot nesil ileriye projeksiyon yaptı. Pilotun kapasitesinin bin katı büyüklüğünde bir tesis için yakalanan CO2 tonu başına 92 dolar seviyesine inilebileceği hesaplandı.
Bu, 2030 yılına kadar ton başına 250-350 dolara inmeyi hedefleyen ve iyimser ölçekleme projeksiyonlarını karşılamanın ne kadar zor olabileceğini gösteren Climeworks gibi şirketlerin şimdiye kadar başardığından çok daha ucuz olurdu.
Karbon yakalama dünyasında uzun süredir ton başına 100 dolar hedefleniyor; bu maliyet seviyesi çok daha geniş benimsenmeyi tetikleyebilir. Takip edilen teknoloji sayısının artması, bu hedefin yakalanma olasılığını yükseltebilir.
Nature Energy, 2026. DOI: 10.1038/s41560-026-02129-z (DOI Hakkında).
