50 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 08 / 2025 MAKALE (Zhang ve diğ., 2021). Gaz ayırma membranları, üretim ve imha ile ilgili etkilerin yanı sıra, işletme sırasında da çeşitli çevresel sorunlara neden olabilir. Membran tıkanması, ayırma verimliliğinin azalmasına ve operasyonel enerji gereksinimlerin ve çevresel ayak izinin artmasına sebep olmaktadır (Zhang ve diğ., 2018; M. Chen ve diğ., 2020). Bu nedenle, bu operasyonel ve malzemeyle ilgili sorunların ele alınması, gaz ayırma membranlarının karbon geri kazanım sürecine olumlu katkıda bulunurken genel çevresel etkilerinin en aza indirmesini sağlamak açısından çok önemlidir (Brown ve diğ., 2023). Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri ile Uyum: Karbon Yakalama ve Depolama (CCS), çeşitli Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri (SDG’ler) ile uyumlu olup, yalnızca emisyon azaltmanın ötesinde çok yönlü faydalarını ortaya koymaktadır: SDG 13 (İklim Eylemi): SDG 13 iklim değişikliği ve etkileri ile mücadele konusunda acilen eyleme geçilmesi planlanlayan bir kalkınma hedefidir. CCS’nin temel amacı CO2 emisyonlarının azaltılması olduğundan, iklim değişikliğiyle mücadele amacıyla bu emisyon azaltım potansiyeli SDG 13’e doğrudan katkıda bulunmaktadır. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) raporu, CCS olmadan Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (UNFCCC) Paris Anlaşması’nın hedeflerine ulaşılamayacağını gösteriyor (Mikunda ve diğ., 2021). SDG 7 (Erişilebilir ve Temiz Enerji): Sürdürülebilir Kalkınma Hedefi 7, uygun fiyatlı ve temiz enerji tedarikinin artırılmasına odaklanmaktadır. Mevcut enerji kaynakları, toplam sera gazı emisyonlarının %60’ını oluşturarak iklim değişikliğine yol açmaktadır. Bunun sonucunda yenilenebilir enerji kaynakları gibi çevreye olumsuz etkisi olmayan alternatif enerji kaynakları araştırılmaktadır. Karbon yakalama teknolojileri yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegre edilerek performans ve üretim arttırmaktadır. Bu nedenle, karbon yakalama teknolojilerinin entegre edilmesinin Sürdürülebilir Kalkınma Hedefi 7 ile güçlü ilişkisi vardır. Ayrıca karbon yakalama teknolojilerinin temel amacı sıfır emisyonlu hidrojen ve yakıt üretimini arttırmaktır. Sıfır emisyonlu üretimdeki bu iyileştirme, Sürdürülebilir Kalkınma Hedefi 7’ye olumlu katkı sağlamaktadır. SDG 9 (Sanayi, Yenilikçilik ve Altyapı): CCS, karbon yakalama teknolojilerindeki yeniliği ve CO2 taşıma ve depolama için yeni altyapının geliştirilmesini teşvik eder. Endüstrilerin üretimden ödün vermeden emisyonlarını azaltmalarına olanak tanıyarak sürdürülebilir sanayileşmeyi teşvik eder. Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri’nin 9.4 numaralı hedefi kaynak verimliliğinin artırılmasına, temiz teknolojilerin benimsenmesinin teşvik edilmesine ve sürdürülebilir sanayilerin desteklenmesine odaklanıyor. CCS, fosil yakıtların çevresel etkilerini önemli ölçüde azaltarak fosil yakıtların sürekli kullanımına olanak sağlar. Enerji güvenliğini sağlar ve düşük karbonlu bir geleceğe geçişi destekler, enerjiyi daha sürdürülebilir hale getirir ve enerji üretimindeki karbon yoğunluğunu azaltır. Özellikle de membran kullananlar, altyapı ve endüstriyel sektörlerde çok önemli bir rol oynamaktadır. Gelişmiş membran malzemeleri, karbon yakalamayla ilişkili maliyetleri düşürme potansiyeline sahiptir; membran teknolojisinin verimliliği, CO2 yakalama oranına yakından bağlıdır. Membran teknolojisi yoluyla yanma sonrası CO2 yakalama, giderlerde %55’lik potansiyel bir azalmayla birlikte maliyet avantajları sunar (Olabi ve diğ., 2023) UYGULAMA ALANLARI VE GELECEK UYGULAMALAR Membran teknolojileri kapsamında son yıllarda önemli bir gelişme olarak tanıttığımız bu gaz ayırma membranları, gazların moleküler boyutları, çözünürlükleri ve difüzyon hızlarındaki farklılıklardan yararlanarak yüksek verimlilikte ayırma sağlayarak birçok endüstrinin ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Kimya, petrokimya ve enerji sektörleri gaz ayırma membranlarının yaygın olarak kullanıldığı endüstrilerdir. Örneğin, kimya sektöründe gaz ayırma membranları, çeşitli gaz karışımlarının yüksek saflıkta bileşenlere ayrılmasında kritik bir rol oynar bu kapsamda hidrojen üretimi, karbondioksit giderimi, azot üretimi ve uçucu organik bileşiklerin geri kazanımı sağlanır. Hidrojen üretiminde, polimer ve perovskit bazlı gaz ayırma membranları özellikle reforming reaksiyonları sonucu elde edilen karbon monoksit ve karbondioksit gibi safsızlıkların hidrojenden ayrılmasını sağlayarak hidrojenin saflaştırılmasında kullanılır (Vilanova et al., 2024). Bunun yanında metal-organik-çerçeve (MOF) bazlı gaz ayırma membranları kullanılan sistemler, en iyi bilinen sera gazlarından biri olan karbondioksit (CO2) emisyonlarının azaltılmasını sağlayarak küresel ısınmayı önlemeye yardımcı olur (Duan et al., 2023). Öte yandan membran teknolojisi hava ayırımı yoluyla azot üretiminde de önemli bir rol oynar. Gaz ayırma membranları, oksijeni azottan ayırarak yüksek saflıkta azot gazı elde edilmesine olanak tanır. Ayrıca uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) ayrıştırılması ve geri kazanılmasını da sağlayarak özellikle kimya endüstrisinde sıklıkla kullanılan
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=