Düşük Maliyetle Çevre Korumayı Hedefleyen Yenilikçi Katalizör Projesine TÜBİTAK İkili İş Birliği Programı Desteği

İTÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Duygu Ağaoğulları yürütücülüğündeki proje, “2502 - Araştırma Projeleri - Bulgaristan Bilimler Akademisi (BAS) ile İkili İşbirliği Programı” kapsamında desteklenmeye hak kazandı. Projedeki ileri malzemelerin hazırlanmasında sürdürülebilir ve yenilikçi mekanokimya yaklaşımı öne çıkıyor.

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümümüz öğretim üyesi Prof. Dr. Duygu Ağaoğulları tarafından yürütülen ve kısa adı HENTOX – High Entropy Oxide Nanocatalysts olan proje, “Yüksek Verimli Çevre Koruması için Dayanıklı Yüksek Entropili Oksit Nanokatalizörlerin Yeşil ve Sürdürülebilir Sentezi” (Green and Sustainable Synthesis of Durable High Entropy Oxide Nanocatalysts for Highly Efficient Environmental Protection) başlığını taşıyor.

Proje, TÜBİTAK İkili İşbirliği Destek Programları çerçevesinde 2502 - Araştırma Projeleri - Bulgaristan Bilimler Akademisi (BAS) ile İkili İşbirliği Programı desteği kazandı.

Bulgaristan Bilimler Akademisi Kataliz Enstitüsünden Prof. Dr. Zara Cherkezova-Zheleva, projenin Bulgaristan tarafındaki yürütücüsü konumunda.

Projede Türkiye’den yer alan araştırmacılar:

İTÜ içinden:

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümünden Arş. Gör. Dr. Sıddıka Mertdinç Ülküseven ve Arş. Gör. İlayda Süzer Çiçek; Kimya Mühendisliği Bölümünden Doç. Dr. Sinan Kutluay; Çevre Mühendisliği Bölümünden Prof. Dr. Tuğba Ölmez Hancı ve Arş. Gör. Nergis Dilsizoğlu Akyol

İTÜ dışından:

Doç. Dr. Nazlı Akçamlı Kaya (Bursa Teknik Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümünden)

Projede Bulgaristan’dan yer alan araştırmacılar:

Doç. Dr. Hristo Kolev, Doç. Dr. Daniela Paneva, Dr. Bozhidar Grahovski, Dr. Zlatka Geshkova, Mühendis Maria Sabeva, Anna Vasileva ve Kaloyan Ivanov (Bulgaristan Bilimler Akademisi Kataliz Enstitüsünden)

Proje hakkında

Oksitler, karbürler, silisitler, borürler, silikatlar formundaki yüksek entropili malzemeler, özellikle çevre koruma ve sürdürülebilirlik bağlamında çok sayıda gelişmiş uygulama için üstün özelliklere sahip nano bileşikler olarak yakın zamanda araştırılan yenilikçi malzemelerdir. Ancak yüksek entropi oksitlerin (HEO'lar) çevre koruma reaksiyonları ve temiz enerji üretimi için katalizör olarak uygulanmasına ilişkin yalnızca sınırlı sayıda araştırma bulunmaktadır. Birden fazla katyonun bir konakçı kafes içinde birleştirilmesiyle katalitik aktivite, adsorpsiyon kapasitesi ve termal stabilite artırılabilir veya ayarlanabilir. HEO'ların, kaynak verimliliğine, yani genellikle katalizörlerin (platin grubu metaller, nadir toprak elementleri vb.) hazırlanmasında kullanılan çok sayıda kritik hammaddenin (CRM) tüketiminin azaltılmasına olanak tanıyan bileşenlerin her birinden daha üstün özellikler ortaya çıkardığı bulunmuştur. Düşük maliyetli metal oksitlerin HEO sentezine entegrasyonu, sürdürülebilir kaynak yönetimi stratejileriyle uyumlu olup, birincil nadir veya sınırlı kaynakların korunmasını ve tedarik zincirlerinin istikrarını sağlamaktadır. Bu durum, iki araştırma ekibini ekonomik ve uygulaması kolay sentez yöntemleri kullanarak HEO'ların çevre dostu hazırlama metodolojisinin geliştirilmesini araştırmaya motive etmektedir.

Önerilen projenin ana odak noktası, (Ce/Cu/Fe/Ti/Mn/V/Ni/Si/Al/Zn/Cr/Co)O_x formunda beş bileşenden oluşan HEO'ların ekonomik hammaddelerden mekanokimya prosesi ile hazırlanmasıdır. Mekanokimya, gelişmiş malzemelerin hazırlanmasında verimliliği ve sürdürülebilirliği kanıtlanmış yenilikçi bir metodolojidir. Sürdürülebilirlik ve yeşil kimyanın ışığında mekanokimya, sıfır veya az miktarda solvent tüketimi, düşük enerji tüketimi ve ekipmanın basitliği ile yüksek reaksiyon verimliliği sunar. 2019 yılında IUPAC, yöntemi kimya alanında sürdürülebilir bir geleceğe yönelik devrim yaratacak metodolojilerden biri olarak kabul etmiştir. Dayanıklı ileri seramik malzemeler olarak kabul edilen, sentezlenen ileri nano yapılı HEO malzemelerin katalitik özellikleri, önemli çevre koruma reaksiyonlarında incelenecektir. Mekanokimya, verimliliği artırmak ve çevresel etkiyi azaltmak için araştırılan tamamlayıcı tekniklerle birlikte, katalizörlerin sentezlenmesi ve etkinleştirilmesi için birincil yöntem olarak hizmet edecektir. Ayrıca malzemelerin sentezi ve işlenmesi için farklı hazırlama tekniklerinin mekanokimyasal aktivasyonla kombinasyonları da kullanılacaktır. Sentezlenen ileri malzemeler, beklenen iyi adsorpsiyon, fotokatalitik ve katalitik özellikler açısından incelenecektir. Böylece, sentezlenen malzemeler, çeşitli gaz kirleticilerin (VOC'ler, CO, vb.) katalitik ayrışmasında ve ayrıca fotokatalitik olarak test edilecektir. Çeşitli organik atık su kirleticilerinin (örneğin azo boyalar, farmasötikler vb.) bozunması, geniş bir reaksiyon koşulları dizisi boyunca katalizör aktivitesini tahmin etmek için katalitik reaksiyon mekanizması araştırılacaktır.

Proje yürütücüsü Prof. Dr. Duygu Ağaoğulları başta olmak üzere öğretim elemanlarımızı ve Türkiye ile Bulgaristan’dan dâhil olan ekibi tebrik ediyor, başarılarının devamını diliyoruz.

Akademisyenimiz, projeleriyle 3 ülkede iş birliği yapıyor

Bu projenin desteklenmesiyle, öğretim üyemiz Prof. Dr. Duygu Ağaoğulları’nın TÜBİTAK İkili İşbirliği Destek Programları kapsamında devam eden proje sayısı 3’e ulaştı. Araştırmada iş birliğine gidilen ülkeler Romanya ve Azerbaycan’a Bulgaristan da eklendi.

“Farmasötiklerin Spektroelektrokimyasal Algılanmasına Yönelik Yeni Nesil Manyetik İkili Metal Oksit@Grafen Katkılı İki Boyutlu MXene Bazlı Nanokompozitlerin Sentezlenmesi ve Performans Testleri” - 2569 - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)-Romanya Araştırma, İnovasyon ve Dijitalleşme Bakanlığı (MCID) İkili İş Birliği Programı desteği. Proje hakkında ayrıntı için tıklayınız.

"Petrol Atıkları ile Kirlenmiş Deniz Suyunun ve Toprağın Mikroorganizma Yüklenmiş Çekirdek/Kabuk Tipi Manyetik Nanopartiküller Kullanılarak Nanoteknoloji ile Geliştirilmiş Biyoremediasyon ile Temizlenmesi” - 2542 - Azerbaycan Ulusal Bilimler Akademisi (ANAS) ile İkili İşbirliği Programı. Proje hakkında ayrıntı için tıklayınız.