Yazar : Dr. Murat SOYDAN -------------------------------------------------------------------------------- Sayı : 2.Sayı (Nisan - Haziran 2004) -------------------------------------------------------------------------------- Konu : Temiz Enerji -------------------------------------------------------------------------------- Uluslararası Hidrojen Enerjisi Araştırına Merkezi`nin Türkiye`de kurulmasına ilişkin, 1996 yılında bir ön anlaşma imzalanmış ve Türkiy`?nin 5 yıl içinde UNIDO`ya 40 milyon dolar yatırması istenmişti. Ancak 2000 yılındaki Şubat krizi olunca. Türk parası %50 değer kaybedip ve 30 milyar dolar yurt dışına gitmiş, bu yüzden bu anlaşmaların imzalanması gecikmişti. 28 Ağustos 2000`de de proje Enerji Bakanlığı tarafından ertelenmek zorunda kaldı. 21 Ekim 2003 tarihinde de yine Uluslararası Hidrojen Enerjisi Araştırma Merkezi`nin (ICHET) Türkiye`de kurulmasına ilişkin bir ön anlaşma daha, Enerji Bakanlığı ve Birleşmiş Milletler Sanayi Kalkınma Örgütü (UNIDO) arasında ViyanaÂ?da imzalandı. Bu anlaşma ile ülkemiz "geleceğin yakıtı" olarak adlandırılan hidrojen enerjisinin araştırılmasında merkez olma niteliğini kazanmıştır. Yeni hır ekonomik kriz yaşamazsak bu projenin hayata geçirilme olasılığı yüksek. Bu proje eğer faaliyete geçerse ülke olarak hidrojen enerjisi konusunda teknolojiyi üretmeyip, üretenlerden satın alına hastalığımızı da iyileştirmemiz mümkün. Ancak bu projenin ön anlaşmasının yapılmış olmasına rağmen henüz devlet bazında bir hareketlilik gözlenmiyor. Yalnızca Özel sektörde bir takım hareketlilik mevcut fakat bunlar da çok yetersiz. Ekoloji Magazin dergisi olarak bu konuda yapılan çalışmaları halkımıza yansıtmayı görev bildiğimizden. Türkiye`de hidrojenden elektrik üreten ilk ve tek yakıt hücresinin üretici firması Elektrik-Aydınlatma-Enerji (E.A.E)`den genel koordinatör Örsçelik Balkan, teknik menejer Mustafa Ã?ztürk ve danışman Can Apak`la. yakıt hücresi ve geleceğini konuştuk. 1839`da ingiliz avukat Willam Robert Grove tarafın-dan keşfedilen yakıt hücresinin günümüzdeki konumu nedir? Can Pak: Yakıt Hücresi prensibi sizin de belirttiğiniz gibi 1839`da Willam Robert Grove tarafından keşfedildi. Ancak teknik uygulamaları 1954`de yapılabildi ve ilk olarak da uzay programlarında (Gemini. Apollo) kullanıldı. Bunun dışında amatör olarak yapılan çalışmalarla günümüze katlar bir çok gelişme sağlandı, ancak diğerleri de bilim gibi prototip aşamasından ileri gidememişlerdir. Bu yüzden ticari bir ürün olarak ele alınıp seri üretime geçilememiştir. Yakıt hücresine neden gerek duyuldu? Can Pak: Daha önce ve halihazırda da kullanılan konvensiyonel enerji kaynakları havaya büyük miktarda sera etkisi yapan gazlanın salınımlarına neden oluyordu. Bu da havanın ciddi şekilde kirlenmesine ve ısı artışına neden oluyor. Bütün bunların sonucunda havayı kirletmeyen bir enerji kaynağına ihtiyaç ortaya çıktı. Yakıt hücresi ve Yakıt hücre sistemi nedir? Mustafa Öztürk: Yakıt hücresi, elektrokimyasal proses ile hidrojenden elektrik ve ısı üreten bir cihazdır. Yakıt hüc-resi sistemi ise, hidrokarbon yakıtlardan hidrojen elde ederek veya doğrudan hidrojen kullanarak çalışır. Hücre içinde havadan aldığı oksijen ile hidrojeni elektrokimyasal yöntem ile oksitleyerek elektrik ve ısı enerjisi üretir. Yakıt hücresinin özellikleri nelerdir? Mustafa Öztürk: Yakıt hücresi çevre dostudur, sessiz çalışır. Sessiz çalışma özelliğinden dolayı özellikle ABD ve İngiltere savunma sanayileri yakıt hücrelerinin ve geliştirilmesi üzerinde çalışmaktadırlar. Diğer bir özelliği de şebekeden bağımsız olmasıdır. Böylece özellikle konutlar-da şebekeden bağımsız çalışan elektrik sistemlerinin oluşturulması kolaylaşacaktır. Bunun dışında şehrin çok dışında ve merkezi şebekeye çok uzak olan yerleşim yerle-rinde ve kurumlarda örneğin, mezralarda, radar istasyonlarında, meteoroloji istasyonlarında, rasathanelerde kullanım oranı yüksek olacaktır. Bir diğer özelliği modüler olması yani çıkartılabilen ve parçalara ayrılabilen bir yapısı vardır. Ayrıca yakıt hücresi parçalan çok rahat olarak bulunabilir. Yakıt hücreleri farklı yakıtlarla da çalışabilir. Ancak bunun için yakıt dönüştürücülerine ihtiyaç vardır. Metanol, dizel, LPG, doğalgaz, etanol, benzin, bor bileşeği, amonyak tarzı yakıtlarla da çalışabilir. Son olarak milliwatlardan megawatlara kadar (mW -MW) farklı kapasitelerde elektrik üretilebilir. Yakıt hücresi sisteminin bileşenleri nelerdir ve nasıl çalışır? Mustafa Öztürk: Yakıt hücresinin bileşenlerini şöyle sıralayabiliri: Yakıt dönüştürücü, yakıt hücresi modülü, güç dönüştürücü, kontrol sistemi. Nasıl çalıştığına gelince, doğrudan hidrojen bulamıyorsanız, sisteminizde bir yakıt dönüştürücünü olması gerekir. Bu yakıt dönüştürürcü (reformer) hidrojen molekülleri içeren hidrokarbon yakıtlardan saf hidrojen elde eder. Dolaylı veya direkt elde edilen hidrojen yakıt hücresine verilir ve havadan da oksijen alınır. Plakalar arasına yerleştirilen elektromembran yapılı zarlardan teşekkül eden modülde(stack) oluşan elektrokimyasal reaksiyon sonucunda, doğru akını elde edilir. Bir güç dönüştürücü (in-verter) ile doğru akım alternatif akım haline getirilerek sistem çalıştırılır. Sistemde, ayrıca tüm işlemleri denetle-yen kontrol sistemi vardır. Ne tür yakıt hücresi tipleri vardır ve sizin üzerinde çalıştığınız yakıt hücresinin özellikleri nelerdir? Can Apak: Alkali yakıt hücresi (AFC), proton değişim zarlı yakıt hücresi (PEMFC), metanol yakıt hücresi (MFC/DMFC), fosforik asil yakıt hücresi (PAFC), katı oksit yakıt hücresi (SOFC), erimiş karbonat yakıt hücresi (MCFC). Bunlardan bizim üzerinde çalıştığımız ve geliştirdiğimiz tip proton değişim zarlı yakıt hücresidir. Burada iki yanı platin ve karbonla kaplanmış bir zar-elektrod membran yapısı var. Bu ünite protonu elektrona geçit vermiyor. Dolayısıyla, elektron an katoda bir atlama yapmak zorunda kalıyor. Ã?ünkü öbür tarafa geçen proton elektronu çekiyor. Elektron atlamayı yaparken elektrik akımı elde ediyoruz. Dışarıdan hava yoluyla aldığımız oksijen de binaya geçen hidrojenle birleşerek su oluyor. Bu reaksiyon sonucunda ısı da üretiliyor. Zar- elektrod membran ünitesinin sağında ve solunda akış kanalları bulunan grafit plakalar var. Hidrojen bu kanallar içinde dolaşırken geçiş sağlanıyor. Kanalların diğer yüzünde su kanalları bulunuyor. Reaksiyon sırsında ısınan hücrelerin çalışabilir halde kalması için gerekli soğutmayı saylamak için su dolaştırılıyor. Elektron atlamaları, plakalar arasında gerçekleşiyor. Yüzeyin yapısına ve plaka sayılarına bağlı olarak elde edilen gerilim ve akım değişiyor. Yakıt hücresinin kullanım alanlarından bahsederi siniz? Can Apakı: Merkezi enerji üretiminde (santraller), dağıtılmış-yerinde güç üretiminde (konutlar, kırsal bölgeler askeri amaçlı uygulamalarda, otomotiv sektöründe, dil ulaşım araçlarında (tren, denizaltı, uzay araçları), ticari binalarda, endüstriyel tesislerde, taşınabilir uygulamalarda, yardımcı ve yedek güç kaynağı olarak kullanılmaktadır. Yakıt hücresi pazarının geleceği ile ilgili neler söyleyebilirsiniz? Örsçelik Balkan: 2004 yılında dünyadaki yakıt hücresi üretim gücünün 400 MW/yıl, 2005 yılında 1000 MW olması bekleniyor. 1500 USD/kW esasına göre, pazar 2005 yılında 1.5 milyar dolar büyüklüğünde olacak. 2010 yılında beklenen dağıtılmış güç pazar büyüklüğü 4-10 milyar USD. Yakıt hücrelerinin bu pazar içinde önemli pay alması gibi bir takım olasılıklar umuluyor. Ancak bunların gerçekleşme olasılığı biraz güç.Çünkü yakıt hücresi henüz ticari ürüne dönüşmedi, 2005-2007 yıllarında seri üretime başlanacağı tahminleri var. Bunun gerçekleşeceğinden emin değiliz. Ã?ünkü bu çalışmalara başladığımız zaman, 2001 yılında l milyon yakıt hücresi üretileceği söyleniyordu, ama gerçekleşmedi. Ama biz E.A.E olarak ürün ticari olmasa da ar-ge çalışmalarına ağırlık veriyoruz. Çünkü yarın ticari ürün haline geldiğinde hazırlıksız yakalanmak istemiyoruz. Zaten şu an seri üretime geçmiş değiliz. Ürünümüz yalnızca prototip aşamasında. Ama son olarak şunu söyleyebilirim ki; Türkiye hidrojen enerji sistemine ve yakıt hücresi teknolojisine geçişte yine geç kalacak ve daha önce üretimi başlalyan firmalar bu yarışta kazançlı çıkacak. Düşünce ve görüşlerinizi paylaştığınızdan dolayı, Ekoloji Magazin dergisi adına sizlere teşekkür ederim. Örsçelik Balkan: Biz teşekkür ederiz