Tofu ve Peynir Atığından CO₂ Tutan Boncuklar: ETH Zürich'in Sıra Dışı Karbon Yakalama Sistemi

Süt ve Tofu Atığından İklim Çözümü

İklim değişikliği ile mücadele yalnızca emisyon azaltma ile sınırlı kalmıyor; IPCC senaryolarına göre küresel ısınmayı 1,5°C altında tutmak için atmosferdeki karbondioksitin geri çekilmesi de gerekiyor. Bu hedef için geliştirilen Direkt Hava Yakalama (DAC) teknolojileri ise yıllardır iki ana sorunla boğuşuyor:

Yüksek enerji tüketimi
Yüksek ekonomik maliyet

ETH Zürich Sağlık Bilimleri ve Teknoloji Bölümü'nden Prof. Raffaele Mezzenga liderliğindeki ekip, PNAS dergisinde yayımlanan çalışmasında alışılmadık bir kaynaktan beslenen yeni bir DAC malzemesi tanıttı: süt ve tofu üretiminden çıkan protein atıkları.

Peynir Suyu Atığından "Süper Sünger"

Süt endüstrisinde milyonlarca ton peynir suyu (whey) ve tofu üretiminde benzer şekilde protein zengini sıvı atık çıkıyor. Bunların önemli bir kısmı gıdada yeniden kullanılamadığı için bertaraf ediliyor.

ETH Zürich ekibi, bu atıklardan elde ettikleri proteinleri amiloid fibril denilen ipliksi yapılara dönüştürdü. Sonra bu fibrilleri potasyum hidroksit ile birleştirip yarım ile bir santimetre çapında gözenekli boncuklar hâline getirdi.

Mezzenga'nın deyimiyle: "Sonuçta elde edilen malzeme, potasyum hidroksit aracılığıyla büyük miktarda CO₂'yi emen bir sünger gibi davranıyor."

Performans Mevcut DAC Teknolojilerini Geride Bırakıyor

Atmosferdeki CO₂, boncukların içindeki potasyum hidroksit ile reaksiyona girerek hidrojen karbonat üretiyor; böylece CO₂ atmosferden uzaklaştırılmış oluyor. Test sonuçları:

Bir gram protein boncuk 97 mg CO₂ yakalıyor
Bu performans, mevcut DAC teknolojilerinin yüzde 10-50 üstünde
1 kg malzeme tek operasyon döngüsünde teorik olarak 100 g CO₂ tutuyor
Laboratuvar testleri 30 yakalama-salım döngüsünde verimde anlamlı düşüş göstermiyor

Düşük Enerjili Salım: Asit-Baz Spreyi

Geleneksel DAC sistemlerinde tutulan CO₂'yi geri kazanmak için yüksek sıcaklık ve vakum gerekiyor. Bu da maliyetin önemli kısmını oluşturuyor.

ETH Zürich yöntemi farklı bir yol izliyor:

Boncuklara, oda sıcaklığında, sıra ile hafif asit ve hafif baz spreyi uygulanıyor
Yaklaşık 10 dakika süren bu süreçte CO₂ ile potasyum karbonat arasındaki kimyasal bağlar kırılıyor
Konsantre CO₂ ayrı bir akıştan toplanarak depolama veya ürüne dönüştürme süreçlerine yönlendiriliyor
Asit, baz ve boncukların hepsi yeniden kullanılabilir

Atıksu Sektörü İçin Anlamı

Çalışma karbon yakalama odaklı görünse de arıtma teknolojileri ile en az iki kesişim noktası içeriyor:

1. Süt Endüstrisi Atıksuyu Bir Hammaddeye Dönüşüyor

Türkiye, dünyanın önemli süt üreticilerinden biri. Süt endüstrisi atıksuyu (peynir suyu dahil), yüksek BOD/COD değerleri nedeniyle arıtma maliyeti yüksek bir akış. Mezzenga ekibinin gösterdiği, bu akıştan değer üretmenin teknik olarak mümkün olduğu. Süt atıksuyunun:

Geleneksel anaerobik reaktörler ile biyogaza
Membran sistemleri ile temiz suya
Şimdi de DAC için mühendislik proteine dönüştürülebilmesi

döngüsel ekonomi senaryolarını yeni bir boyuta taşıyor.

2. Su Arıtma Tarihiyle Bir Bağ

Mezzenga, son 20 yıldır amiloid fibril araştırıyor. Aynı protein yapıları daha önce biyobozunur plastik alternatifleri ve su saflaştırma sistemlerinde kullanıldı. Yani peynir suyu kaynaklı amiloid fibrillerin ağır metal giderimi ya da mikroplastik tutma uygulamaları için zaten yapılan çalışmaları var. Yeni iş, aynı malzemenin atmosferdeki CO₂ için de işe yaradığını gösteriyor.

Ölçeklenebilirlik

Çalışmanın laboratuvar ölçeğinde birkaç gram malzeme ile yaklaşık 50 gram CO₂ yakalandığı belirtiliyor. Endüstriyel ölçeğe taşıma için:

Sprey teknolojisi mevcut endüstriyel ekipmanlarla uyumlu
Hammadde bol, ucuz ve yenilenebilir
Ömrünü tamamlayan boncuklar tarımsal gübre veya biyoyakıta dönüştürülebiliyor

Mezzenga grubu maliyet hesaplarını henüz paylaşmadı, ancak araştırmacılar konvansiyonel DAC sistemlerinden belirgin biçimde ucuz olacağını öngörüyor.

Türkiye'ye Bakarken

Türkiye'nin gıda sanayisi atıksu yönetimi, OSB'lerde ortak arıtma yatırımları kapsamında 2020'lerin ortasından itibaren yeniden gündeme gelmiş durumda. Süt sanayisi, özel atıksu kategorisi olarak ele alınması gereken bir sektör. ETH Zürich'in çalışması, bu sektörün atıklarına emisyon kredisi, karbon yakalama hammaddesi veya fonksiyonel malzeme üretim girdisi gözüyle bakmanın bilimsel temelini güçlendiriyor.

Sonuç olarak, peynir altı suyu ve tofu üretim atığı gibi küçük gözüken kalemler, atıksu mühendisliği ile karbon yakalama teknolojisini bir arada konumlandıran yeni döngülerin başlangıç noktası olabilir.

---

Kaynak: ScienceDaily / ETH Zürich, 11 Haziran 2026; PNAS dergisi, 2026.