“Biyokömür” diğer adıyla “biochar” doğada yüzyıllardır kendiliğinden oluşsa da modern biyokömür endüstrisi henüz yolun başında. Biyokömürü, iklim değişikliğine pozitif etkisi ve sürdürülebilirliği açısından değerlendiriyoruz.
Doğal ve sentetik biyokömür ya da İngilizce adıyla biochar, yenilenebilir enerji üretimi açısından hangi noktada? Bitkisel atıklar, toprak altında kaldığında kendiliğinden oluşan ot yangınları ile çok uzun sürelerde karbonize olur. Bu şekilde oluşan doğal biyokömür; hidrojen ve oksijen gibi yan fonksiyonel grupları içeren organik kaynaşmış moleküllerin bir karışımı olarak ortaya çıkıyor. Sentetik biyokömür ise biyokütlenin termokimyasal piroliz yöntemi ile organik yapısının karbonlaştırılması yoluyla üretiliyor. Yeri gelmişken açıklamak gerekirse piroliz de organik maddelerin yüksek sıcaklıkta ve oksijensiz ortamda termal kırılmaya uğratılması sürecine deniyor.
En bilinen biyokömür üretimi odun kömürüdür. Özellikle meşe ağaçlarından mangal kömürü üretimi oldukça yaygın. Türkiye’de mangal kömürü daha çok klasik yöntemlerle üretiliyor. Bunun için düzgün şekilde istiflenen odunlarla torluklar kuruluyor ve odunların üzeri toprakla kaplanarak kısmi yakma ile karbonlaştırılıyor.
Biyokömür, gözenekli yapısı ve yüzey alanı büyüklüğü sayesinde su tutma ve katyon değişim kapasitesi açısından yüksek değerlere sahip. Bu tür özellikleri nedeni ile topraktaki katyonik faaliyetleri artırıyor ve böylece toprak; kalsiyum, magnezyum ve potasyum gibi besinleri tutuyor. Enerji yoğunlukları aynı miktardaki biyokütleye göre daha yüksek oluyor. Araştırmalar gösteriyor ki biyokömür, toprak iyileştirilmesi amacıyla bitki gübresi olarak; toprakta karbon depolanması, agrokimyasalların bağlanarak toprak veriminin artırılması, iklim değişikliğinin azaltılması, atık yönetiminde çevre kirliliğine neden olan atıkların bertarafı ve materyal akım yönetim maliyetlerinin düşürülmesi ve enerji üretiminde kullanılabilir.
Kullanım alanları nelerdir
Tarımda kullanımı: Biyokömür toprakta kendi ağırlığının altı katı kadar su tutuyor. Topraktan fosfor ve azot gibi elementlerin bitkiler tarafından daha kolay alınabilmesini sağlayarak toprak için iyi birer besin maddesi oluyor. Bu tür özellikler çöl topraklarında tarım konusunda bir avantaj sağlıyor. Biyokömür sayesinde toprak; kalsiyum, magnezyum ve potasyum gibi besinleri tutuyor. Tarımsal üretimin verimi artıyor. Ayrıca biyokömürler genel olarak bazik karakter gösterdikleri için toprağa eklendiğinde özellikle asitli toprakların pH değerlerini artırarak toprak pH’ını düzenliyor.
Hayvan çiftliklerinde kullanımı: Biyokömür, hayvan yemi ajanı, silaj ek maddesi olarak da kullanılabiliyor. İneklerde süt verimini midelerindeki mikro-flora etkiliyor. Yapılan araştırmalar, ortaya çıkabilecek toksit faaliyetlerin biyokömürce inhibe edildiği ve süt veriminin arttığı araştırmalar sonucu ortaya koyuyor.
Gazların tutulumu: Biyokömürün özellikle hidrojen sülfür gibi gazları tutma yeteneği bulunuyor. Hidrojen sülfür gazı çok zehirli, uçucu, renksiz ve yanıcı bir madde. Proses ekipmanları için korozif ve insan sağlığı için tehlikeli. Ayrıca asit yağmurlarına neden olabilen bu gazın çevreye vereceği zararları önlemek için bulunduğu prosesden güvenilir bir şekilde uzaklaştırılması gerekiyor. Bu noktada biyokömürün faydası ve nasıl kullanılacağı araştırılıyor.
Enerji depolamada kullanımı: Enerjiyi kullanma ve depolama ihtiyacı, enerji kaynaklarının farklı şekillerde kullanıma hazır hale getirilmesini ve dizayn edilmesini sağlıyor. Enerji depolamada genellikle kimyasal piller ve özellikle de ağır metalleri içeren kuru piller kullanılıyor. Biyokömür karbonu elektrokimyasal enerji depolama araçlarında da kullanılabiliyor. Süperkapasitörler, bu teknolojiler arasında en fazla gelecek vaat eden elektrokimyasal enerji depolama teknolojisi olarak dikkat çekiyor.
Katalizör olarak kullanımı: Biyokömür, çok çeşitli reaksiyonlar için katalizör olarak kullanılabiliyor. Yağ asitlerinin esterifikasyonunda ve bitkisel yağların transesterifikasyonunda karbon bazlı katı-heterojen katalizörlerin kullanımı dikkate değer ölçüde araştırılmış. Sonuçta, en güncel karbon esaslı katalizör olarak biyokömür işaret ediliyor.
Yapılarda kullanımı: Biyokömür, binalarda elektromanyetik radyasyonun emilimi veya yalıtım amaçlı yapı malzemesi olarak kullanılıyor. Düşük ısı iletkenliği olduğu için binalarda yalıtımı sağlayabilir. Yüksek su tutma özelliği ile çimento harcında kireç yerine kullanılabilir. Hem yalıtım sağlanır hem de oda içerisinde nem sürdürülebilir. Gaz tutulumu iyi olduğu için kötü koku ve duman olabilecek yerlerde kullanımı avantajlı kabul ediliyor. Elektronik cihazlardan yayılan elektromanyetik ışınımların zararları da biyokömürün yapı malzemesinde kullanımı ile azaltılabilir.
Adsorbent olarak kullanılması: Sulardaki ağır metal ve organik kirleticiler insan, su canlıları ve çevre için ciddi tehdit. Daha çok insan faaliyetleri ile ortaya çıkan bu kirlilikler biyokömür kullanılarak giderilebilir. Biyokömürün gözenekliliği ve yüzey fonksiyonel grupları, topraktaki ve sudaki ağır metallerin ve fenolik bileşiklerin uzaklaştırılmasında uygun bir adsorbent olacağını gösteriyor.
Diğer kullanım alanları: Biyokömürün yukarıda bahsedilen özelliklerine dayanarak çok daha fazla ve farklı kullanım alanı söz konusu. Örneğin tekstil sanayiinde fonksiyonel giysilerin üretiminde, karbonize materyalden grafen oksit üretiminde, ilaç endüstrisinde, çelik endüstrisinde yüksek kalite kömür yerine, aktif karbon üretiminde kullanımı konusunda çalışmalara rastlanabiliyor. Biyokömürün yeni kullanım alanları ile ilgili çalışmalar da devam ediyor.
Kullanım alanı neden artmıyor
Peki, bu kadar faydalı bir madde dünya çapında neden daha fazla kullanılamıyor? Bunun sebepleri arasında devletlerin bu konuda az sayıda danışmanlık vermesi, düzenleyici engeller, risk sermayesi hakkında bilgi eksikliği ve genç girişimcilerin finanse edilememesi gösteriliyor.
Biyokömür yüzlerce yıldır Avustralya, Latin Amerika, özellikle de Amazon havzasında ve Afrika’daki yerli halklar tarafından ekin üretimi ve sağlıklı toprakların korunması için kullanılıyor. Biyokömürün 17. yüzyılda hayvanlar için bir yem takviyesi olarak kullanıldığı da olmuş. Avustralya’nın yılda yaklaşık 5000 ton ürettiği ticari bir ürün. Diğer ülkelere bakıldığında ABD yılda 50 bin ton, Çin ise yılda 500 bin tondan fazla biyokömür üretiyor.
New South Wales Üniversitesi’nin (UNSW) dahil olduğu uluslararası bir incelemeye göre biyokömür; kentsel, tarım ve orman atıklarından yapılan bir ürün olması sebebiyle yeni nesil çiftçiliğin karbon ayak izini azaltabilir. UNSW Malzeme Bilimi ve Mühendisliği’nde misafir profesör olan Stephen Joseph, Bioproducts for a Sustainable Bioeconomy’de yayımlanan çalışmasında, biyokömürün iklim değişikliğinin azaltılmasına katkıda bulunabileceğine dair güçlü kanıtlar sağladığını söylüyor.
Yenilenebilir enerji ve biyokömür alanındaki çalışmaları nedeniyle Avustralya Nişanı alan Prof. Joseph, biyokömürün yaygın bir şekilde benimsenmesini sağlamak için tarım operasyonlarıyla kolayca entegre edilmesi ve ekonomik olarak uygulanabilir olduğunun gösterilmesi gerektiğini savunuyor.
Söz konusu çalışmaya göre, biyokömür, karbonu atmosferden toprağa çekebilir ve yüzlerce, binlerce yıl boyunca depolayabilir. Biyokömürün toprakta yüzde 20’ye kadar organik karbon oluşturmaya yardımcı olduğu ve topraktan azot oksit emisyonlarını yüzde 12 ila 50 oranında azaltabildiği dolayısıyla biyokömürün iklim değişikliğini yavaşlatabileceği öngörülüyor.
Elde edilen araştırma sonucu, biyokömür yoluyla iklim değişikliği azaltma potansiyelinin önemli bir oranda olduğu, küresel olarak biyokömürün 2050 yılına kadar yılda 300 milyon ila 660 milyon ton karbonu azaltabileceği öngörülüyor. Bu nedenle devletlerin biyokömür kullanımını uluslararası anlaşmalarla desteklemesi öneriliyor.
KAYNAK:
Dergipark
Quick Yurt İçi Seyahat Sigortası
Yurt İçi Seyahat Sigortası, Türkiye içinde ister tatil ister iş amaçlı tüm seyahatlerinizde beklenmedik durumlara karşı yanınızdadır.
Yurt içi seyahatlerinde beklenmeyen olaylar canını sıkmasın.
Detaylar:
