‘Elektrikli araçlar şehirlerde zorunlu hale gelecek’

Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Ayşe Bayrakçeken Yurtcan, 18 yıldan beri temiz enerji konusunda çalışma yürütüyor. Yakıt pili üzerine nano teknolojiler kullanarak yaptığı çalışmasını Mühendislik Fakültesi laboratuvarında sürdüren Prof. Dr. Yurtcan, “Avrupa’da 2040 yılına kadar elektrikli araçların şehirlerde kullanımı zorunlu hale gelecek” dedi.

Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü’nden 2000 yılında mezun olan Ayşe Bayrakçeken Yurtcan, 2002 yılında ODTÜ’de yüksek lisansa başladı. Temiz enerji konusunda öğretim üyesi yetiştirme programına katılan Yurtcan, yakıt pili nanomalzemeleri alanında çalışmaya başladı. Çevreye zararlı olmayan bir sistemle çalışmayı hedefleyen Yurtcan, 2008 yılında doktorasını bitirdikten sonra da yakıt pili nanomalzemeleri üzerine araştırmalar yapmaya devam etti. Yakıt pili konusunda yaptığı çalışmalar sonucu Yurtcan, 2017 yılında bilimin ışığını takip eden ve akademik çalışmalarıyla gelecek vadeden genç bilim insanlarına Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) tarafından verilen, Üstün Başarılı Genç Bilim İnsanı Ödülüne (GEBİP) layık görüldü.

Yakıt pili üzerine nano teknolojiler kullanarak yaptığı çalışmasını Mühendislik Fakültesi laboratuvarında sürdüren Prof. Dr. Ayşe Bayrakçeken Yurtcan, “Avrupa’da 2040 yılına kadar elektrikli araçların şehirlerde kullanımı zorunlu hale gelecek” dedi. Yurtcan, çevresel hassasiyetlerden dolayı elektrikli araçların daha verimli kullanımının söz konusu olduğunu kaydetti.

Elektrikli araçların lityum bataryalı ve yakıt pilli olmak üzere 2 tür enerji sağlayan sistemle çalışabildiğini vurgulayan Yurtcan, “Lityum bataryalı elektrikli araçlar, laptop, cep telefonunda kullandığımız piller. Bunlar sekonder pillerdir. Bunları şarj etmeniz gerekiyor. Onlar enerjisi içinde depolanan ve enerjisi azaldığında ya da bittiğinde yeniden şarj etmeniz gereken sistemlerdir. Yakıt pilli araçlarda ise şu an kullandığımız içten yanmalı motorlardaki yakıt deposu gibi bir hidrojen yakıt deposu var, oraya hidrojen dolumu yapıyoruz. Yakıt pillerinde şarj söz konusu değil. Bizim yaptığımız şey de yakıt pilinin kalbi sayılan membran-elektrot yapılarındaki elektrotlar için farklı yöntemlerle ve farklı kombinasyonlarda nanomalzemeler geliştirmek. Biz yaptığımız nanomalzemeleri, malzeme çalıştığımız için 5 santimetrekarelik yakıt pili test hücresinde deniyoruz ve hazırladığımız malzemeleri burada test ediyoruz” dedi.

‘BİZ İLK ADIMI ATIYORUZ’

Nanomalzemelerle yaptıkları yakıt pili çalışmalarıyla ilgili olarak kamuoyunda yanlış anlaşılmalar olduğunu belirten Yurtcan, şunları söyledi:

“Biz sadece yakıt pilleri için nanomalzeme geliştiriyoruz. Arabada kullanmadık. Biz bunu arabada kullanmak istersek akımı artırmak için elektrot malzemesinin olduğu aktif alanı büyütmemiz gerekiyor. Voltajı da artırmak için bunları seri halde bağlamamız gerekiyor ki arabada kullanalım. Biz o çalışmaları yapmıyoruz. İşin o kısmı da çok farklı kısımları içeriyor. Biz sadece küçük alanda farklı nanomalzemeler deniyoruz. Farklı karbon bazlı destek malzemeleri ve metalleri üzerine çalışıyoruz. Elektrot malzemesi olarak en aktif olan platin kullanılıyor mesela platin çok pahalı bir malzeme, altından bile pahalı. Aktivitesi çok yüksek olduğu için platinden de vazgeçemiyoruz. Onun için platin miktarını yanına koyduğumuz ucuz metallerle ya da kullandığımız değişik özellikteki karbonlarla oldukça azaltabilmeyi amaçlıyoruz. Bizim çalışmamız tamamen nanomalzeme geliştirilmesi üzerine. Yani büyük prototip bir araçta giden yakıt pili yapmadık. Dünyaca ünlü araba şirketlerinin 5 dakikalık dolumla 480 kilometre giden araçları var. Biz ise 10-20 Watt’lık enerji üretebilen küçük sistemlerde nanomalzemelerin testini yapıyoruz. Bunu elektrikli araçlarda kullanmak istersek elektrot alanını büyütüp, hücreleri seri bağlayıp o pili 80-150 kilowattlara getirip araçlarda kullanabiliriz. Bizim yaptığımız ilk adım, malzemelerin gerekli ömür testleri yapılarak yüksek aktiviteli ve uzun ömürlü oldukları belirlendiğinde bu sistemlerde kullanılabilecek nanomalzemeler geliştiriyoruz. Biz yakıt pili için nanoteknolojiyi kullanarak malzeme geliştiriyoruz. Malzeme geliştiremezseniz zaten iyi bir şekilde çalışan yakıt piliniz olmaz. Eğer elektrot malzemeleriniz yüksek aktiviteye sahip değilse yüksek kilovatlara çıkmak için daha büyük yakıt pillerine ihtiyacınız olur. Çok iyi bir malzeme geliştirirseniz daha küçük alanlardan daha yüksek enerji elde edebilirsiniz.”

HEDEFİMİZ İLERİDE BÜYÜK AŞAMALARA GEÇMEK

Nanoteknoloji ile yaptıkları çalışmanın devam edeceğini belirten Yurtcan, hedeflerinin uzun dönem testleri yaptıktan sonra daha büyük aşamalara geçmek olduğunu söyledi. Nanomalzemeler üzerinde farklı kombinasyonlar deneyerek çok yüksek aktiviteler elde etmeye çalıştıklarını kaydeden Yurtcan, “Halen işin malzeme yani mutfak kısmındayız. Bunun tamamlanması için tam tarih vermek kolay değil ama geliştirdiğimiz nanomalzemelerin çok uzun dönem ömür testlerinin yapılması lazım piyasaya çıkması için. Biz de çok ilerisi için geliştirdiğimiz nanomalzemelerin büyük ölçekte yakıt pili uygulamalarını görmek istiyoruz” diye konuştu.