Katalog

Türk bilim kadınından, çığır açan “Zeki Güneş Reaktörü” Katar’da bulunan Texas A&M Üniversitesi (TAMUQ), Sürdürülebilir Enerji Araştırmaları Laboratuvarı (Sustainable Energy Research LaboratorySERL) M üdürü Prof. Dr. Nesrin Özalp ve ekibi, çevre dostu bir yöntemle hidrojen üretmeyi başardı. Özalp’ın geliştirdiği güneş reaktörü tasarımı, her türlü hava koşulunda hidrojen üretimini mümkün kılıyor. Reyhan Oksay Prof.Özalp, dünyada bir ilk olan tasarımını ve bu tasarımının enerji sektöründe yaratacağı yenilikleri dergimize anlattı: Solar (güneş) reaktör tasarımınız hidrojen üretimini her türlü hava koşulunda mümkün kılıyor. Bunu biraz daha ayrıntılı bir şekilde açar mısınız? Hava koşulları her ülkede farklı olmakla beraber, aynı ülkede dahi günün belirli saatlerinde değişir. Güneş reaktörünün performansı, hava durumundaki bu değişikliklerden etkilenir. Örneğin çok güneşli bir havada yüksek verimlilikte çalışırken, birden bire bulutların gelmesi veya yağmur yağmaya başlaması, güneş reaktörünün verimliliğini düşürür. İşte bizim buluş bu duruma çözüm getiriyor. “Zeki güneş reaktörü” adını verdiğim bu reaktörü insan gözbebeği mekanizmasından ilham alarak tasarladım. Nasıl ki çok güneşli ortamda gözbebeklerimiz küçülür ve karanlık ortamda büyürse, bu güneş reaktörünün “aperture” denilen güneş ışığının girdiği kısmı da aynı gözbebeği gibi gelen ışığın şiddetine göre küçülüp büyümektedir. Bu mekanizmanın dışında bir diğer sistem de, güneş reaktörünün hacmini pistonsilindir gibi değiştirmesidir. Reaktörün hacmi, güneşin az olduğu zamanlarda küçülmekte, güneşin bol olduğu zamanlarda artmakta. Böylece, güneş azken ısıtılacak hacim küçük olduğundan, reaktörün içindeki sıcaklığı korumak daha kolay olmakta. Gözbebeği ve pistonsilindir mekanizmalarının beraber çalışmasıyla, hava koşulları ne olursa olsun, güneş reaktörü içindeki sıcaklık yarısabit kalıyor. Örneğin, hidrojen üretimi için güneş reaktörü sıcaklığının 1000 derece civarında korunması gerek. Sıcaklığın düşmesi, hidrojen üretimini azaltır. Sıcaklığın sürekli değişmesi ise, reaktörün ömrünü kısaltır. O yüzden, bu “zeki güneş reaktörü” tasarımıyla, her tür hava koşulunda yaklaşık olarak sabit bir sıcaklık ve optimum verimlilikte reaktörün çalışması mümkün olmakta. Solar reaktörünüzde doğalgaz ve güneş enerjisi birlikte kullanılıyor. Bu nasıl oluyor? Doğalgaz, hidrojen ve karbondan oluşan bir moleküldür. Hidrojen ve karbonu bir arada tutan bağı koparmak için yüksek sıcaklık gerekir. Bu yüksek sıcaklık, ya hava ve yakıt yanmasıyla elde edilir veya yoğunlaştırılmış güneş enerjisiyle. Eğer hava ve yakıtı yakarak bu yüksek sıcaklığı elde edersek, çevreye son derece zararlı gazlar yaymış oluruz. Güneş enerjisini yoğunlaştırarak doğalgazı parçalarsak, hem hidrojen ve karbonu çevreye zarar vermeden elde etmiş oluyoruz hem de doğalgazın kalorifik değeri bu reaksiyonun ürünlerinde %8 artmış oluyor. Yani, doğalgazı tek başına yakmakla elde edilecek enerji ile doğalgazın güneşle parçalanarak elde edilen ürünlerini yakmak arasında %8’lik bir enerji kazancı var. Projenizin ekonomik, teknolojik ve uygulanabilirlik açısından avantajları nedir? Yaptığımız termoekonomik analize göre, doğalgazı tek başına satmak yerine, hidrojen ve karbona parçalayıp satarsak 3 misli daha fazla para kazanmak mümkün. Çünkü, üretilen karbon çok yüksek kalitede ve pazar fiyatı da daima çok pahalı. Hidrojeni bu reaktörde üretmek, hem enerji hem de çevre açısından diğer tüm hidrojen üretim yöntemlerinden daha avantajlı. Hidrojenin bu güneş reaktöründe üretilmesi ve uygulanabilirliğine gelince… Hidrojen, petrol rafinerilerinde, ham petrol işlemek için kullanılan en temel madde: ham petrol hidrojenle temizlendikten sonra kullanabilecek hale gelmekte. Bu nedenle, bütün belli başlı petrol şirketleri, çıkarttıkları ham petrolü kendi ürettikleri hidrojenle temizler. Ne yazık ki, hidrojeni üretme yöntemleri, çevreye son derece zararlı atıklar yayar ve bu nedenle eleştirilirler.. Petrol şirketleri, bu güneş reaktörü hem ihtiyaçları olan hidrojeni çevreye hiç zarar vermeden üretmiş olacaklar, hem de yöntemin yan ürünü olan karbonu satarak, hidrojeni üretme masraflarını düşürecek ve uzun vadede bedavaya getireceklerdir. Çünkü bu yöntemle üretilen karbon, araba lastiklerinde, pillerde, yazıcı mürekkeplerinde, taşıma bantlarında vs. kullanılan temel hammaddedir. Ürettiğiniz hidrojeni nasıl depolamayı düşünüyorsunuz? Benim alanım hidrojenin üretimi. Üretilen hidrojenin depolanması başlı başına farklı bir alan. Dolayısıyla projenin bu kısmı, proje ortaklarım tarafından üstlenildi. Bildiğimiz kadarı ile bu proje şu anda Alman Fraunhofer tarafından hayata geçirildi ve Alman Havacılık Merkezi’nde test edildi. Bu ürün iki yıl içinde piyasaya çıkabilecek mi? Güneş reaktörü benim tarafımdan tasarlandı ve tüm tasarım detayları akış konfigürasyonu da dahil olmak üzere FraunhoferIWS’e gönderildi. Fraunhofer’da üretilen reaktör, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) Köln’deki güneş enerjisi laboratoruvarlarında test edildi ve başarısı kanıtlandı. Reaktörün tasarımını geliştirme ve pazara hazır hale getirme aşamasını Fraunhofer ile ortak yapıyoruz. Türkiye’deki bilim insanları ve enerji sektörü projeniz ile ilgilendi mi? Katar veya ABD devleti ilgi gösterdi mi? Proje, tabiatı gereği çok yüksek ARGE bütçesi gerektirmekte. Bu nedenle, projenin tüm masrafları Katar Prof.Dr.Nesrin Özalp ve SERL ekibi: Prof.Önalp “Go Gladiators”ü şöyle açıklıyor: “Bu projenin hedefi, temiz Vakfı (Qatar Foundaenerji kaynağı elde etmek ve çevreye zarar vermeden bunu gerçekleştirmek olduğundan, projedeki öğrenciler tion) ve Almanya Sakşu ana dek çözümlenememiş bir problemle savaşıyor. Bu nedenle kendilerine “Gladyator” diyorlar. O fotoğraf son (Saxony) tarafınçekilirken de ellerine “Go Gladiators” pankartını şu mesajı vermek için ellerine aldılar: Enerji ve Çevre Sorudan paylaşılmakta. Ben nuyla Savaşmaya Devam.. Yani bir bakıma “Bastır Gladyator” diyorlar. Dr.Özalp Ege Üniversitesi’nden lisans diplomasını aldıktan sonra Stanford Üniversitesi Makine Mühendisliği Fakültesi’nde lisansüstü, Washington Üniversitesi’nde de doktorasını tamamladı. CBT 1277/ 7 9 Eylül 2011 Texas A&M Üniversitesi’nin Katar Şubesi’nde çalıştığım için, doğal olarak projenin telif hakları, Texas A&M’ye ait.. Ağustos ayında, Amerika Enerji Bakanlığı (DOE) tarafından davetli konuşmacı olarak Washington DC’ye çağırıldım ve projemle ilgili bir sunum yaptım. Katar Vakfı ile ne tür projeleri destekliyor? Katar Vakfı (Qatar Foundation), Katar Emiri’nin hanımı tarafından kurulmuş, tamamen eğitim odaklı son derece büyük bir yatırım. Bu yatırım dâhilinde, Katar’a Amerika’nın en başarılı okulları şube açmak Katar Vakfı, araştırmaların kalitesiüzere davet edilni yayın sayısı değil, yayın kalitesi di ve yaklaşık 8 ile ölçüyor. Örneğin: yapılan projesenedir her bir Amerikan okuler, dünyada birçok başarılı üniverlu, kendi alanınsitesinin çözmeye çalışıp da çözeda en başarılı olmediği sorunlara yoğunlaşmak ve duğu dal ile Katar Vakfı’nda bu sorunları çözme başarısı ile öleğitim vermekçülüyor. Bunun bir diğer ismi de te. Örneğin, Te“breakthroughdevrim niteliğinde xas A&M sadece Mühendislik yenilik veya buluş”.. Fakültesi ile eğitim ve diploma vermekte. Katar Vakfı, araştırmaların kalitesini yayın sayısı değil, yayın kalitesi ile ölçüyor. Örneğin: yapılan projeler, dünyada birçok başarılı üniversitesinin çözmeye çalışıp da çözemediği sorunlara yoğunlaşmak ve bu sorunları çözme başarısı ile ölçülüyor. Bunun bir diğer ismi de “breakthroughdevrim niteliğinde yenilik veya buluş” proje yapmaya teşvik ve destek vermek. Anlaşılacağı üzere, bir breakthrough yapmak son derece zor, çünkü tüm başarılı üniversiteler ünlerini bu tür breakthrough’lara borçludur ve bu ünlerini korumak için daima çalışmaktadır. Katar Vakfı’nın bu vizyonu, tüm doğal gaz ve petrol üreten ülkeler arasında bir ilktir. Katar’da bilim kadını olarak çalışırken sorun yaşıyor musunuz? Texas A&M ve Katar Vakfı’nda yer alan diğer Amerikan üniversitelerinde bayan profesörler elbette var ve nihayetinde Amerikan üniversiteleri olduklarından herhangi bir çalışma sorunu yok. Ancak öğrenciler, özellikle benim gibi makine mühendisi bir profesörün bayan olmasını ilginç buluyor ama nihayetinde örnek alıyor.