Ford Otosan Ar-Ge Koordinatörü Dr. A. Murat Yıldırım: Hidrojenle Birlikte Yenilenme Süreci Başladı...
Dünyada ölçeğindeki çalışmalar, bu kaynaklardan biri olan hidrojenin öneminin günden güne arttığını, hidrojenin kullanıldığı mobil sistemlerle ve domestik ürünlerle kısa bir süre sonra tanışacağımızı işaret ediyor. Kısacası enerji kaynağı olarak hidrojen devrinin başladığını ve bizim de ülke olarak geç de olsa bu değişim sürecinin bir yerlerinden tutmaya çalıştığımızı söyleyebiliriz.
Hepimizin bildiği gibi hidrojeni enerjiye çevirmenin en iyi yolu olan yakıt pili üretimine ilişkin çalışmalar son yıllarda artmaya başladı. Bu çalışmalardan biri, Ford Otosan, Arçelik, TOFAŞ, Aygaz ve Demirdöküm firmaları ile Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı (TTGV) ve TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (MAM)işbirliği ile üretilmesi ve ticarileşmesi planlanan, yakıt pili projesi... Üretim süreci tamamlanan, şu anda ticarileşme aşamasına geçilen, ilk yerli yakıt pili projesine ilişkin proje ortaklarından bilgiler aldık...
Projenin başlama sürecini ve aşamalarını Projenin Koordinatörü Ford-Otosan Ar-Ge Koordinatörü Murat Yıldırım, TÜBİTAK MAM bünyesinde kurulan laboratuvarı Dr. Sibel Sain Özdemir, ticarileşme sürecini ise DemirDöküm Bozüyük Ar-Ge Sorumlusu Dr. Metin Kaya anlattı...
TÜBİTAK MAM İş Geliştirme Birimi Yöneticisi Dr. Sibel Sain Özdemir: ‘ Ülkemizdeki Yakıt Pili Üretim Calışmaları Günden Güne Artıyor’
Yakıt pillerinin, cep telefonlarının ihtiyacını karşılayacak kadar az veya bir kente yetebilecek kadar çok güç üretebilecek kapasitelerde tasarlanabildiğini vurgulayan ve sorularımızı yanıtlayan TÜBİTAK MAM İş Geliştirme Birimi Yöneticisi Dr. Sibel Sain Özdemir, yakıt olarak
hidrojeni kullanan ve son yıllarda üzerinde yoğun olarak çalışılan alternatif teknolojilerden birisi olan Yakıt pili piyasasının büyüklüğünün günümüzde 4 milyar dolar olduğunu, 2010 yılında ise araç uygulamalarıyla beraber 35 milyar dolar olacağını ifade ediyor.
Termodinamik: Yakıt pilinin geliştirilmesi ve üretimine yönelik Ford Otosan, Tofaş, Arçelik, Demirdöküm, Aygaz ve TTGV işbirliği çerçevesinde gerçekleştirilen projede TÜBİTAK MAM’ın yaptığı çalışmalar hakkında bilgi verebilir misiniz?
Dr. Sibel Sain Özdemir: Bu projede üretilmesi amaçlanan yakıt pili türü PEMYP’dir. Bu projede yakıt pili modül fiyatının yaklaşık % 65’ine, ağırlığının ise yaklaşık % 85’ine karşılık gelen bipolar plaka, membran elektrot ünitesi ve elektrokatalizör bileşenlerinin üretim ve geliştirme çalışmaları yapılmıştır. Yerli kaynakların mümkün olduğunca yoğun kullanımı ile modül bileşen üretim yöntemleri belirlenmiş ve özgün yakıt pili prototipleri üretilmiştir. Üretilen bileşenlerin, bileşenlerle ilgili olarak verilen teknik özellikleri karşıladığı ve hatta ticari olarak dünya pazarında yer alan bazı ticari ürünlerden daha iyi özellikler gösterdiği belirlenmiştir. Maliyet analizleri yapıldığında bazı bileşenler için hedeflenene oldukça yakın sonuçlar elde edildiği gözlenmiştir. Bu proje kapsamında üretilen bileşenlerin ve sistemin fotoğrafları Şekil 2.’de görülmektedir.
Termodinamik: Yakıt pili sistemlerine ilişkin MAM bünyesinde kurulan laboratuvardan bahsedebilir misiniz?
Dr. Sibel Sain Özdemir: TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Yakıt Pili Laboratuvarında tamamlanan bu proje ve yürütülmekte olan diğer projelerden sağlanan kaynaklarla yakıt pili bileşenlerinin üretimi ve testleri konusunda önemli bir alt yapı sağlanmıştır. 400W’lık ve Türkiye’de ilk olan 5kW’lık PEMYP test sistemleri bulunmaktadır. Ayrıca doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pili ve doğrudan metanol yakıt pili test sistemleri mevcuttur. Laboratuvar membran, gaz difüzyon tabakası ve contalama elemanları hariç yakıt pili bileşenlerinin laboratuvar ve pilot ölçekte üretimi için yeterldir. Ayrıca membran elektrot ünitesi ve bipolar plaka üretimi için seri üretim cihazlarına sahiptir.
Termodinamik: Projenin son ayağı olan ürünün geliştirmesi ve üretilmesi aşaması TÜBİTAK MAM ve DemirDöküm’e ait... Projenin bu aşamasında TÜBİTAK MAM ne tür çalışmalar üstlenecek?
Dr. Sibel Sain Özdemir: "Polimer Elektrolit Membranlı Yakıt Pili Modelleme, Membran ve Bipolar Plaka Üretimi" başlıklı bu projede DemirDöküm yakıt pilinin önemli bileşenlerinden olan membranın üretimi konusunda önemli bir bilgi ve tecrübe birikimi sağlamış olacak ve bu alanda yeni bir açılım sağlayabilecektir. Ayrıca "Polimer Elektrolit Membranlı Yakıt Pili Modül Bileşenlerinin Geliştirilmesi ve Üretilmesi" projesi kapsamında üretilmiş olan bipolar plakalar için patent alınması ve yakıt pili için geliştirilen matematik model yardımı ile optimum tasarım parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, tüm bu çalışma sonuçlarının kullanılabileceği 1 kW yakıt pili modülünün üretimi amaçlanmıştır. Model 1kW yakıt pili sonunda edinilen bilgi ve tecrübeyle 5 kW, 10kW vb. istenen güç seviyelerine ulaşmak mümkün olacaktır.
Termodinamik: TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Yakıt Pili Laboratuvarı’nda gerçekleştirilen ve devam eden projelerden kısaca bahsedebilir misiniz?
Dr. Sibel Sain Özdemir: Bu laboratuvarda gerçekleştirilen bazı proje örnekleri şu şekilde sıralayabiliriz:
Temiz Enerji Üretimine Yönelik Yakıt Pili Teknolojilerinin Geliştirilmesi: (Destekleyen kuruluşlar: Ford Otosan, Tofaş, Arçelik), 2003-2004. Bu proje sonucunda, Sanayi ve Araştırma Merkezi birlikteliğini sağlayacak ortak çalışma grubu oluşumu, yakıt pili teknolojisinin uygulanabilir nitelikte öğrenilmesi ve projede çalışan uzmanların yakıt pili teknolojileri konusunda yeteneklerinin arttırılması sağlanmış ve rekabet öncesi işbirliği disiplinin geliştirilmesine katkıda bulunulmuştur. Yine bu proje kapsamında; yakıt pili test sistemi kurulumunda ve kilowatt ölçeğindeki yakıt pili modüllerinin karakteristik testlerinin gerçekleştirilmesinde tecrübe kazanılmış, yakıt pili teknolojisinde hangi bileşenlerin ve alt-sistemlerin bilim hayatına, Türk sanayine ve ekonomisine katma değer yaratabileceği saptanmıştır.
Polimer Elektrolit Membranlı Yakıt Pili Modül Bileşenlerinin Geliştirilmesi ve Üretilmesi: (Destekleyen kuruluşlar: Ford Otosan, Tofaş, Arçelik, Demirdöküm, Aygaz), 2004-2006. II. aşama projenin amacı özgün bir yakıt pilinin yerli imkanlarla üretilmesine yönelik olarak polimer elektrolit membranlı yakıt pili bileşenlerinin geliştirilmesi ve prototip üretimlerinin gerçekleştirilmesidir. Yakıt pili bileşenlerinden üretilmesi amaçlanan bipolar plaka, membran elektrot ünitesi ve elektrokatalizör üretimi ve karakterizasyonu ile ilgili çalışmalar büyük ölçüde tamamlanmıştır. Her bir bileşenle ilgili uygun metod ve malzemeler belirlenmiş, ekipman ve malzeme temin edilmiş, üretim ve karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve prototip üretimler yapılmıştır. Seçilen yönteme göre ekonomik ve teknik değerlendirmeler yapılmıştır. Ayrıca projede hidrojen üretimi, depolama ve dağıtımı üzerine bir rapor hazırlanmıştır.
PEM Yakıt Pilli Güç Üretim Kaynağının Geliştirilerek Evsel Uygulamalarda Kullanımı: (Destekleyen kuruluş: DPT), 2005-2008. Bu projede bir konutun enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılmak üzere yerli kaynakların da yoğun olarak kullanıldığı 500 W’lık polimer elektrolit membranlı yakıt pili için elektrokatalizör, membran elektrot ünitesi, bipolar ve son plaka geliştirilecek ve sistem entegrasyonu yapılacaktır.
Doğrudan Sodyum Bor Hidrürlü Yakıt Pili Üretimi ve Entegrasyonu: (Destekleyen kuruluş: Bor Teknolojileri Araştırma Enstitüsü, BOREN), 2004-2007. Projenin başlıca amacı doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pilinin geliştirilmesi ve son kullanıcı entegrasyonunun yapılmasıdır. Bu kapsamda doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pili modül ve sistem bileşenlerinin üretimi için bilgi, alt yapı ve özgün teknoloji oluşturulacak, doğrudan sodyum borhidrürlü tek hücreli ve üç hücreli yakıt pili, yakıt pili sistem alt bileşenleri ve askeri/sivil amaçlı muhtelif uygulama alanları için 70-100W’lık doğrudan sodyum borhidrür yakıt pili prototipi geliştirilecektir. Bu projede yakıt pili modül ve sistem bileşenlerinin üretimi ve temini için özgün teknolojinin geliştirilmesi ve dünyadaki bor rezervlerinin %65’inden fazlasına sahip ülkemizde yerli kaynakların enerji üretim alanında kullanımı amaçlanmıştır.
Hazırlayan: Özden Özkan
