Gediz Üniversitesi’nden Yrd. Doç. Dr. Yavuz Bayam ve araştırma ekibi, TÜBİTAK desteğiyle bir ilke imza attı. Ses dalgaları kullanılarak nano teknoloji yöntemiyle esnek güneş panelleri üretildi. Kağıt kadar hafif, uzun ömürlü ve düşük maliyetli yarı şeffaf paneller, çevreci enerji kaynağı güneşten elektrik üretimini artıracak.
Bilim dünyasında yankı uyandıran yeni bir buluşa kapı aralayan Gediz Üniversitesi’nden Yrd. Doç. Dr. Yavuz Bayam ile kısa bir söyleşi gerçekleştirdi. Bu yeni buluş için yurtdışından işbirliği teklifi geldi. Ekibin buluşu, İsviçreliler’le birlikte daha da geliştirip kullanıma hazır hale getirilecek. Ses dalgaları kullanılarak nanoteknoloji yöntemiyle plastikten elde edilen paneller, güneşten elektrik üretiminde yeni bir sayfa açacak, yenilenebilir enerji sektörüne güç katacak.
Bize kısaca nanoteknolojili güneş paneli projesi hakkında bilgi verebilir misiniz?
Tanımından yola çıkacak olursak nanoteknoloji, nano boyutta yani 1-100 nanometre arası büyüklükte gerçekleştirilen mühendislik ve bilimsel çalışmaların tamamına verilen genel bir isimdir. Terim anlamı olarak incelenirse de nano kelimesi Yunanca bir kelime olup cüce anlamına gelmektedir. Bugünkü kullanımımızla nano bir büyüklüğün milyarda birini ifade etmektedir. Örneğin nanometre, 1 metrenin milyarda bir büyüklüğünü ifade eder.
Günümüzde kullanılan şekliyle nano sanki bir sihirli kelimeymiş gibi, önüne geldiği kelimeyi ya da olguyu çok daha önemli ve sanki geleceğin teknolojisini temsil ediyor hale getirmekte. Bu sebeple pek çok ticari ürün, bilinirliğini arttırmak ve ürününün muadillerinden daha iyi olduğunu göstermek amacıyla (belki hiç nanoteknoloji kullanılmamış bir ürün olmasına ragmen) bu sihirli kelimeyi isminin önüne getirerek kullanabilmektedirler.
Aslına bakılırsa nanoteknoloji tam olarak nano boyuttaki bir malzemenin elde edilmesi, geliştirilmesi ve herhangi bir uygulamada kullanılmasını ifade etmektedir. Bu alanda yapılan her çalışma Nanoteknolojinin ilgi alanı içerisinde sayılabilir.
NANOTEKNOLOJİ ÖNEMLİ ÇÜNKÜ…
Peki, neden nanoteknoloji bu kadar önemli ve popüler bir konu haline geldi?
Öncelikli olarak çok daha küçük alana çok daha fazla elektronik devre elemanı yerleştirmemize imkan tanıdığı ve cihazlardaki minyatürizasyona katkı sağladığı açıkça görülebilir. Bunun yanında nanoteknolojiyi ya da nanomalzemeyi farklı kılan en önemli özellik; kullanılan malzemenin boyutu belli boyutlara indirildiğinde malzemenin büyük formda gösterdiği özelliklerden çok farklı özellikler sergilemeye başlamasıdır. Bu özellikler arasında elektriksel, optik, kaynama noktası gibi pek çok özellikler sayılabilir. Yani kullanılan malzemenin boyutu nano boyutuna indirilebilirse tamamen farklı bir dünya karşımıza çıkmaktadır.
TÜBİTAK desteği ile gerçekleştirdiğimiz organic-inorganik hibrit esnek güneş hücresi projemizde de nanoteknolojinin bize sağladığı avantajlardan faydalanarak ortaya farklı bir fikir koyduk ve bu konuda araştırma çalışmalarını gerçekleştirdik.
GÜNEŞ ENERJİSİNDE NANOTEKNOLOJİ
Neden güneş enerjisi tercih edildi diye sorarsak, başka enerji kaynakları yerine neden “güneş”
Güneş enerji teknolojileri birinci, ikinci ve üçüncü nesil olmak üzere üç farklı kategoride incelenmektedir. Birinci nesil tamamen silikon teknolojisine dayanan teknolojileri, ikinci nesil malzemeden tasarruf ve maliyetleri düşürme amaçlı tasarlanan ve CIGS, CdTe ve amorf silikonun da yer aldığı teknolojileri içermektedir. Bizim çalışmamız nanoteknolojinin de uygulamalarda yer aldığı üçüncü nesil güneş hücreleri kategorisine girmektedir.
Bir güneş panelinin esnek olması pekçok avantaj sağlamakta. Çok daha farklı ve düz olmayan yüzeye uygulamaya imkan vermekte ve ağırlıkları önemli ölçüde düşürülmektedir. Aynı zamanda organik ve inorganik malzemenin aynı güneş hücresinde kullanılmasıyla ikisinin de avantajlı taraflarından faydalanılması hedeflenmiştir.
Sizin projenizin en önemli özelliği nedir?
Malzemenin nano boyutta elde edilmesi genellikle yüksek sıcaklık, basınç, kompleks ve pahalı altyapı gerektirmektedir. O yüzden de maliyetler oldukça yükselmektedir. Aynı zamanda esnek güneş hücrelerinde kullanılan iletken plastik altlıklar yüksek sıcaklık ve basınç değerlerine dayanamadığından kullanılacak nanomalzeme başka yerde elde edilerek hücre üzerine aktarılmakta ve bu durum da hücrenin verimliliğini olumsuz etkilemekteydi. Bu projede biz bir başka inovatif yöntem kullanarak nanomalzemeyi esnek altlık üzerinde, oda şartlarında üretmeyi başardık. Kullandığımız yöntem olan Sonokimyasal yöntem ilk defa olarak güneş hücrelerinde kullanılmış oldu. Yani kısacası ses dalgalarını kullanarak hem oda şartlarında hem de çok uygun maliyetle nanomalzemeyi elde edip güneş hücresinde kullanmayı başarmış olduk.
Şunu özellikle vurgulamak isterim ki yaptığımız proje laboratuvar ölçeğinde ve öngördüğümüz konseptin işe yarayıp yaramayacağını görmek amacıyla yapılmıştır. Henüz ticari aşamaya geçmemiştir. Ama ilerleyen zamanda bu konuda da çalışmalar gerçekleştirmeyi düşündüğümüzden çalışmamızın patent başvurusunu gerçekleştirdik ve işlemleri tamamlamak üzereyiz.
YERLİ KAYNAKLA ÜRETİLEN TEKNOLOJİ
– Bu projenin ülkemize en büyük katkısı ne olacak kısaca somut faydaları hakkında da bilgi verebilir miyiz?
Öncelikle bu tekniğin geliştirilmesi ve farklı malzemelere de uygulanması ile elde edilecek ticari bir ürün tamamen yerli kaynaklarla üretilmiş olacaktır. Ve günümüzde teknoloji üretmenin önemi göz önüne alındığında önemli bir ekonomik değer sağlayacaktır.
Bunun yanında akademik olarak bu çalışmayla ilintili pek çok yeni projeye kapı açıldı. Bu kapsamda 2015 yılı Ağustos ayında ABD’nin San Diego şehrinde gerçekleştirilen SPIE Optics and Photonics adlı konferansa davetli konuşmacı olarak katılarak çalışmamızı dünyanın dört bir yanından gelen bilim adamı ve araştırmacılarla paylaşma imkanı oldu. Sadece enerji alanına değil sağlık gibi farklı alanlara da kullandığımız ses dalgaları yöntemini uygulama fikri gelişti ve bu konuda da çalışmalara başladık.
– Türkiye’de üniversitelerin çalışmaları gerçekten sevindirici. .Önümüzdeki günlerde yeni projeler var mı, yada yeni buluş ve araştırmalar hakkında da satır başları ile bilgi verebilir misiniz?
Sizin de bahsettiğiniz gibi gerçekten son zamanlarda üniversitelerde gerçekleştirilen bilimsel çalışmalar gelecek adına ve üniversitelerimiz adına oldukça ümit verici. Fakat kanaatimce biz ülke olarak henüz temel araştırma çalışmalarında elde edilen sonuçların teknolojik ürün haline dönüştürülmesi ve yatırımcılar tarafından üretilerek piyasada yer bulması çalışmalarını tam anlamıyla gerçekleştirebilmiş değiliz. Genelde sanayi kuruluşlarının üniversitelerden yapmalarını istedikleri çalışmalar kısa vadeli problemleri çözmeye yönelik iyileştirmeler olmakta. Tamamen yeni bir teknoloji geliştirme ve çığır açabilecek etkiye sahip bir ürün ortaya çıkarma çalışmaları henüz tam anlamıyla yapılamamakta. Bu durumun da, oluşan bu sinerjiyle kısa zamanda ortadan kalkacağını ve yakın bir gelecekte önemli teknolojilerin ülkemizde geliştirileceğini düşünüyorum.
Bu bağlamda araştırma grubumla birlikte sağlık, elektronik ve yenilenebilir enerji alanında pek çok çalışmalarımız hali hazırda devam etmektedir. Günümüzde bilimsel çalışmalar tamamen disiplinler arası bir hal aldığından araştırma çalışmalarımızı farklı alanlara yaymaya ve ulusal ve uluslararası farklı araştırma gruplarıyla işbirliği yapmaya devam ediyoruz.
Projelerimizden bir tanesi, bu projeden elde ettiğimiz tecrübeyi kullanarak Perovskite adı veilen ve çok hızlı bir gelişme gösteren malzemenin kullanımıyla güneş hücresi tasarımı üzerine devam etmektedir. Bir başka çalışmamız da ürettiğimiz nano malzemeyi kullanarak çok daha hassas gaz sensörleri tasarlamak ve üretmek üzerine devam etmektedir. Bu arada henüz fikir aşamasında olan ve proje haline getirmeye çalıştığımız pek çok konuda da çalışmalarımızı devam ettirmekteyiz.
YENİLENEBİLİR ENERJİYİ ÜLKEMİZDE DEĞERLENDİREMİYORUZ
-Türkiye’de yenilebilir enerji konusunda genel bir bilgi verirsek durumumuz nedir acaba?
Yenilenebilir enerji konusu hem benim hem de üniversite olarak bizim öncelikli alan olarak belirlediğimiz bir alandır. Ülkemizdeki durumu değerlendirecek olursak öncelikle güneş ve belli ölçüde rüzgar için sahip olduğumuz potansiyele oranla mevcut yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimi çok yetersiz denilebilir. Bunun aşılabilmesi adına öncelikle uygun maliyetlerle kendi teknolojimizi geliştirmek önemli bir öncelik olmalıdır. Eğer bunu yapabilirsek çok kısa zamanda hızlı mesafe katedebiliriz.
Bir başka nokta da yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretimi için tesis kurulumunda bürokrasinin çok fazla olması. Türkiye’nin en büyük güneş-rüzgar hibrit elektrik üretim santrallerinde birisi olan ve kampüsümüzde yer alan enerji üretim tesisisinin kurulumunda da gördük ki bu konuda yerine getirilmesi gereken çok fazla prosedür yer almakta. Bu prosedürlerin azaltılması ve teşvik miktarlarının arttırılması sanırım bu alandaki gelişme ve yatırım hızını arttıracaktır.
Yenilenebilir enerji deyince ülkemizde hangi alanlarda projeler var
Bu alanda öncelikle TÜBİTAK’ın destek sağladığı ve üniversitelerdeki araştırmacılar tarafından yürütülen önemli araştırma projeleri yer almakta. Bu projeler genellikler mevcut teknolojinin geliştirilmesi, maliyetlerinin düşürülmesi, yerli teknolojileri geliştirilmesi ve uygulanabilirliklerinin arttırılması konularını kapsamaktadır. Buna ek olarak bölgesel kalkınma ajansları tarafından verilen destekler kapsamında yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji üretiminde kullanımının yaygınlaşması, görünürlüğünün arttırılması ve eğitim sağlanarak gereken yetişmiş işgücünün yetiştirilmesi hedeflenmektedir. İzmir Kalkınma Ajansı tarafından desteklenen ve üniversitemizde hayata geçen 500 KW Güneş-Rüzgar hibrit enerji üretim tesisi ve yenilenebilir enerji alanında eğitimlerin verilmesi amacıyla kurulmuş bir eğitim laboratuvarı yer almaktadır.
Fahri SARRAFOĞLU
