Yerfıstığı kabuğu ve atık lastiklerin farklı karışım oranlarında birlikte pirolizinin ürün dağılımı üzerindeki sinerjik etkilerinin incelenmesi

Çöpten Değere Dönüştürme

Her yıl, atılmış lastik yığınları ve yerfıstığı kabuğu gibi tarımsal artıklar birikerek yangın tehlikeleri, kirlilik ve israf edilmiş enerji oluşturuyor. Bu çalışma, bu iki atık türünü birlikte ısıtarak yararlı yakıtlara dönüştürmenin bir yolunu araştırıyor. Lastik kauçuğu ile kabukların karışım oranını dikkatle ayarlayarak, araştırmacılar bu birleşimin tek başına elde edilebilecekten daha iyi nitelikte yağ, gaz ve kömür üretebildiğini gösteriyor—daha temiz bir yakıt kaynağı ve atık yönetiminde daha akıllı bir yaklaşım sunuyor.

Bu Atıkların Neden Önemli Olduğu

Yerfıstığı kabukları genellikle düşük değerde yakma veya bertaraf dışında pek bir işe yaramayan bol bulunan bir tarımsal artık. Bitkisel madde açısından zengin olmalarına karşın yüksek oranda oksijen içerirler; bu da onlardan elde edilen yağın asidik ve göreli olarak düşük enerjili olmasına neden olur. Hurda lastikler ise bunun tersidir: enerji açısından zengin karbon ve hidrojen bakımından yoğundur, ancak bertarafı zordur; yıllarca depolama sahalarında kalır ve ciddi yangın ile kirlilik riskleri oluşturur. Tek başına ısıtıldıklarında lastikler yüksek enerjili yağ ve gaz verirler, ancak aynı zamanda sülfürce zengin katı kalıntı ve sorunlu emisyonlar da üretirler. Bu araştırmanın arkasındaki fikir, bu iki çok farklı atığın karıştırılmasının birinin güçlü yanlarının diğerinin zayıflıklarını dengelemesine izin verebileceği yönündedir.

Alevsiz Atık İşi

Çalışma ekibi, piroliz olarak adlandırılan; malzemelerin oksijensiz ortamda pişirilip yanmak yerine parçalandığı bir prosesi kullandı. Laboratuvar reaktöründe önce yerfıstığı kabukları ve lastikleri ayrı ayrı yaklaşık 350 ile 600 °C arasında ısıtarak farklı sıcaklıklarda ne kadar katı kömür, sıvı yağ ve gaz ortaya çıktığını takip ettiler. Her iki malzeme de yaklaşık 500 °C civarında en yüksek sıvı verimini verdiği için araştırmacılar ortak deneyler için bu sıcaklığı seçti. Ardından iki besini farklı oranlarda karıştırdılar; ağırlıklı olarak kabuk olup az miktarda lastik içeren karışımlardan ağırlıklı lastik içeren karışımlara kadar değişen oranlarla ısıtmayı tekrarlayıp ürünleri ölçtüler ve özelliklerini analiz ettiler.

Birlikte Parçaların Toplamından Daha İyi Olduğunda

Ana sorulardan biri, karışımın yalnızca iki bileşenin ağırlıklı ortalaması gibi mi davrandığı yoksa beklenenden daha iyi performans gösteren gerçek “sinerjiler” olup olmadığıydı. Gerçek ürün verimlerini hesaplanmış ortalamalarla karşılaştırarak araştırmacılar açık sinerji belirtileri buldular. %40 lastik içeren bir karışımda sıvı çıktısı beklenen değerden belirgin şekilde yüksekti ve kalitesi iyileşmişti: kilogram başına daha fazla enerji taşıyor, daha az oksijen içeriyor ve kabuklardan elde edilen yağa göre daha dengeli yoğunluk ve akışkanlığa sahipti. Aynı zamanda, karışımdan elde edilen katı kömürde daha fazla sabit karbon ve daha az sülfür bulundu; gaz ise saf biyokütle gazına göre daha fazla hidrojen ve metan ama daha az karbondioksit içeriyordu. Bu modeller, lastikten gelen hidrojen zengini parçacıkların biyokütle buharlarından oksijeni uzaklaştırmaya yardımcı olarak bunları daha enerji yoğun yakıtlara dönüştürdüğünü öne sürüyor.

Reaktörün İçinde: İyileşme Nasıl Oluyor

Bu iyileşmeleri anlamak için araştırmacılar yağların, kömürlerin ve gazların kimyasını termal analiz, kızılötesi spektroskopi ve gaz kromatografisi–kütle spektrometrisi kullanarak incelediler. Kabuk kaynaklı yağ, enerji içeriğini düşüren ve sıvıyı aşındırıcı yapan asitler, alkoller ve fenoller gibi oksijen bakımından zengin bileşikler tarafından domine ediliyordu. Buna karşılık lastik kaynaklı yağ hidrokarbonlar ve geleneksel yakıtlara daha yakın aromatik moleküller açısından zengindi. Ko-piroliz yağlarında oksijenli bileşiklerin sinyalleri zayıflarken hidrokarbon sinyalleri güçlendi; bu, lastik buharlarının hidrojen bağışlayıp kabuklardan gelen oksijen ağırlıklı molekülleri parçalamaya veya dönüştürmeye yardımcı olduğunu gösteriyor. Kömür ve gaz analizleri benzer bir hikâye anlattı: karışık kömürler yüksek karbonu korurken daha az sülfür taşıyor ve gaz akımı yanıcı bileşenlere doğru kayarken iklim ısıtıcı karbondioksite daha az eğilim gösteriyordu.

Laboratuvar İçgörüsünden Gerçek Dünyaya Etki

Kimyanın ötesinde, çalışma daha geniş toplumsal faydalara işaret ediyor. Tarımsal artıklar ve hurda lastiklerin sıvı yakıt, kullanışlı gaz ve karbonca zengin kömüre dönüştürülmesi, atıkların yük yerine kaynak olduğu bir döngüsel ekonomiyi destekliyor. Ko-piroliz yaklaşımı, bu malzemelerin basitçe atılmasına veya yakılmasına kıyasla depolama sahalarındaki baskıyı azaltıyor, açık alandaki yakmayı sınırlıyor ve sera gazı emisyonlarını düşürüyor. Yazarlar, %40 lastik karışımının 500 °C’de yüksek sıvı verimi ve iyileşmiş ürün kalitesi arasında özellikle çekici bir denge sunduğunu vurguluyor; ancak yağın geleneksel yakıtların yerini tamamen alabilmesi için özellikle sülfürü azaltmak üzere daha fazla arındırılmaya ihtiyaç duyduğunu belirtiyorlar. Katalizörler, ölçeklendirme ve çevresel değerlendirmelerdeki gelecekteki gelişmelerle, tarımsal ve endüstriyel atıkların bu birleşik işleme yöntemi günlük çöpleri daha temiz enerji ürünleri akışına dönüştürebilecek pratik bir teknoloji haline gelebilir.

Atıf: Anusuya, M., Kumar, P.S., Ommurugadhasan, D. et al. Investigating synergistic effects in Co-prolysis of groundnut shell and waste tyres on product distribution under different blend ratios. Sci Rep 16, 11208 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38993-8

Anahtar kelimeler: ko-piroliz, atık lastikler, biyokütle enerjisi, biyo-yakıt, döngüsel ekonomi