Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi’nde güneş hücrelerinin verimliliğini artıran nano malzeme geliştirildi

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi bünyesinde kurulan Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde (NÖHÜNAM), 2014’ten beri karbon temelli nano malzemeler üzerine çalışma yürütülüyor. AA’dan yapılan habere göre çalışmalar kapsamında, yerli...

640 1
640 1

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi bünyesinde kurulan Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde (NÖHÜNAM), 2014’ten beri karbon temelli nano malzemeler üzerine çalışma yürütülüyor.

AA’dan yapılan habere göre çalışmalar kapsamında, yerli imkanlarla geliştirilen nano boyuttaki grafen film sayesinde, silisyum tabanlı güneş hücrelerinin verimliliğinde yaklaşık yüzde 20 oranında artış sağlandı.

NÖHÜNAM’da grafen üzerinde çalışmalar yürüten Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Recep Zan, AA muhabirine yaptığı açıklamada, merkezin altyapısıyla ulusal ve uluslararası birçok araştırma merkeziyle yarışacak düzeyde ve yenilenebilir enerji üzerine endüstriyel Ar-Ge kapasitesine sahip ender merkezlerden biri olduğunu söyledi.

Zan, merkezde yaklaşık 5 yıldır karbon temelli nano malzemeler üzerine çalışmalar yürüttüklerini belirterek, “Özellikle karbon malzemelerden, son yılların en popüler olanlarından grafen üzerine yoğun araştırmalar yapıyoruz. Bu alana doktora çalışmalarım sırasında İngiltere’deki Manchester Üniversitesinde başladım ve bu süreçte grafen konusunda 2010 yılında Nobel fizik ödülünü alan Prof. Konstantin Novoselov’un danışmanlığında çalıştım. Grafen yaklaşık metrenin milyarda biri kalınlıkta. Yani 1 milimetre kalınlıktaki bir grafit parçasında yaklaşık 3 milyon tabaka grafen bulunuyor ve biz laboratuvarlarımızda sadece o bir tabakayı yerli olarak üretip çeşitli alanlarda kullanıyoruz.” diye konuştu.

Zan, grafenin elektronik devrelerde, dokunmatik ekranlarda, enerji üretimi ve depolanmasında, yüzey kaplamalarında ve sağlık alanında kullanılabileceğini aktararak, şunları kaydetti:

“Laboratuvarlarımızda grafen üretimini halihazırda birden fazla yöntemle gerçekleştirebiliyoruz. Bu kapsamda biz grafeni hem ultra ince bir film olarak kimyasal buhar biriktirme tekniğiyle (CVD) hem de toz formda kimyasal ayrıştırma tekniğiyle üretiyor ve karakterize edebiliyoruz. CVD cihazı özel dizayn edilmiş bir fırın sistemi olup, istenilen büyüklükte grafen üretebilmemize imkan tanıyor. Ürettiğimiz grafen o kadar ince ve saydam bir malzeme ki gözümüzle görmemiz mümkün değil, bunun için mikroskoplara ihtiyaç duyuyoruz. Bakır yüzeyinde ürettiğimiz grafen filmi birkaç kimyasal işlemle istediğimiz yere transfer edebiliriz.”

Grafenin yakıt pilleri, zırh kaplamalarında kullanımı için çalışmalar sürüyor

Zan, ürettikleri grafen filmleri yine merkezde üretilen silisyum tabanlı güneş hücrelerine uyguladıklarını ve anlamlı düzeyde verimlik artışı elde ettiklerini dile getirerek, şöyle konuştu:

“Güneş hücrelerinin en üst katmanında saydam ve iletken tabaka olarak kullanılan malzeme oldukça pahalı ve kırılgan. Bizim ürettiğimiz grafen ise diğer malzemeye göre düşük maliyetli ve yüksek performansa sahip. Özellikle yerli imkanlarla ürettiğimiz grafeni uyguladığımız güneş hücrelerinde, grafen kullanılmayan hücrelere göre yaklaşık yüzde 20 verim artışı sağladık. Bu artış sayesinde aynı alana kaplanan güneş panellerinden daha fazla enerji sağlanacağı gibi aynı enerjiyi daha az panel kullanarak da elde edebiliriz. Silisyum tabanlı güneş hücrelerinde kullanılan mevcut malzemelerle elde edilen verimlilik artışı, yaklaşık olarak doyum noktasına ulaşmış durumda. Biz ise geliştirdiğimiz grafen sayesinde güneş hücrelerinde ciddi bir verim artışı sağlanabileceğini gösterdik.”

Zan, çalışmalarını üniversitenin katkısıyla yerli imkanlarla gerçekleştirdiklerine dikkati çekerek, “Çalışmalarımız TÜBİTAK ve TÜBA tarafından da desteklenmektedir ayrıca laboratuvarlarımızda grafenin farklı tür güneş hücreleri, yakıt pilleri, zırh kaplamaları, organik ve inorganik atık geri dönüşümü alanlarında kullanımı üzerine çalışmalarımız devam ediyor.” bilgisini paylaştı.

Kaynak: AA

Bu makalede diğerleri

Görüş Belirt

1 comment

  1. Gunes Ecer Cevapla

    Enerji konusunda graphene malzemesinin Gunes Enerjisi toplanmasinda bile ise yaradigini gostermis olmanizi kutlarim.
    Bu ve benzer yuksek spesifik reaksiyon yuzeyleri olan maddelerin ve uretim proseslerinin gelistirilmesi teknolojide ve ekonomide onemli faydalar saglayacaktir.

    Bir zamanlar ben de bu yolda elektrod reaksiyon yuzeyini birkac yuz kat artiracak bir metot bulmustum. O zamanlar (2005-6), graphene daha yeni yeni konusulmaya basliyordu. Benim prosesim ekmekleri yumusatan, delik desik bosluklar yaratan usulun metallere nano boyutlarda tatbiki idi. Tabi, bu pore’larin nano-mikro boyutlarinda olmasi lazimdi. Ilk denemelerim pozitif sonuclar verdi. Bu sekilde metal elektrodlarin reaksiyon yuzeylerini onlarca kat artirabilirdim. Fakat, bu cesit bir Hidrojen Yakit pili patenti almis olmama ragmen, araya baska projeler girdi, ve bu arada cok daha muthis bir fikir aklima geldi.

    Mesele %100 temiz, ucuz, tukenmeyen ve guvenilir bir enerji kaynagi idi; ve bu kaynagin ayni zamanda mevsimsel iklime, ruzgara, Gunes’e, elektrik sebekesine (grid) de tabi olmamasi, radyo aktif olmamasi, tasinabilir olmasi, buyutulup-kucultulebilir olmasi, sonsuz denecek kadar buyuk bir kaynak olmasi, ve cok ucuza elektrik uretmesi lazimdi.

    Boyle bir super enerji aygiti yapmaya karar verdim. Konseptimi kagit uzerinde gelistirdim ve calisir hale getirdim. Patent muracati yaptim.

    Thermodinamigin birinci kanununun eski fizik izahatina gore perpetuel (surekli ayni seyi yapan; enerji vermeden enerji ureten) bir konseptmis gibi gorunebiliyor. Ve henuz patent burokrasisi yeni fizigi bu konuda devreye sokmamis olabilir korkusu var icimde.
    Halbuki, Einstein’dan sonra enerji ile maddenin birbirine degisebilirligi isbat edildigi icin konseptim pratikte calisacaktir diye dusunuyorum. Zira, conservation of energy kuralinin manasi artik concervation of energy-mass’tir.

    Bu fikir de tabittan alinmadir aslinda. Buyukce bir agac bir yilda 2,5-3 ton su topraktan emiyor ve yapraklarina kadar cikariyor. Buradaki mekanizmanin icinde en onemlisi su ile capillary yuzeylerindeki molekullerle suyun kurdugu gecici baglardir. Yeni fizik modeline gore, bir yuzey molekulu milyonlarca bag kuruyor ve ayni zamanda bu baglar kopartiliyor. Her kimyasal olay veya reaksiyon ya enerji katiyor ve molekulun agirligi cok az da olsa yukseliyor (yani molekule madde katiyor), ya da enerji veriyor ve molekulun madde + enerji agirligi azaliyor. Burada perpetuel bir enerji kullanimi mevzu-bahistir. Belki, her canlinin capillary yuzeylerinde zamanla bu sekilde bir yaslanma oluyor ve bu yaslanma o canlilarin omurlerini tarif ediyor.

    Bu yazimi ve sahsi bilgilerimi publish etmezseniz sevinirim.

    Bu konularda irtibat kurabilecegim kisilerle konulari tartismak, hatta, ilerde is birligi yapmak ta istiyorum.

    Simdiden soyliyeyim, birkac ay once daha detayli bir mektupla Sanayi ve Teknoloji bakanligina (Bakan yardimcisi Arda Yar’la yazistim) muracat ederek is birligi yapabilecegim milli araba projesi icindeki sirketlerle beni temasa gecirmede yardimci olmalarini istemistim. Birkac kere hatirlatmama ragmen hic bir yardimda bulunmadilar. Bu vurdum duymazlik Turkiye’ye has bir sey degil; merak etmeyin!

    Enerji ureten aygitinin her turlu bagimliliktan (mevsim, kuresel konum, ruzgar, grid, batarya ihtiyaci gibi sorunlari olmayan ayni zamanda jet motorlarini bile calistirabilecek guclu ve temiz enerji ureten super bir konsept’e ihtiyac var diyerek, boyle bir konsept gelistirdim. Simdilik, patentimin kabul edilip cikmasini bekliyorum.

    65 yildir Amerika’dayim; ama aslim Nigde-Bor (Oguz-Bozok-Kayi-Kipcak). Dolayisiyle, bu fikrimde bir gercek varsa bunun Turkiye’de baslatilmasini istiyorum; ve bilhassa Nigde’de. Gerceklestiginde (ki 3-5 yil icinde uretim yaygin hale getirilebilir) kuresel isinma, pislik yaratan fosil enerji sekilleri, ve son senelerde ortaya cikan “daha temiz” enerji sekilleri ortadan kalkacaktir. Ve birden bire, Dogu Akdeniz-ve-petrol somuru savaslari da tarih olacaktir diye dusunuyorum. Kuresel bir kalkinmayi da birlikte getirecektir; cunku, simdiki yillik $7 trilyon dolarlik enerji pazari bir trilyon civarina inescektir. Buyuk boydaki bir binek arabasi (Tesla-X modelini ornek aldim) bir milyon km (belki de mil) hic bir enerji yuklenmeden gidebilecektir. Elektrikle calisan her sey icin bu enerji kullanilabilecektir.

    Kendim hakkimda da bilgi vereyim: 3 burs imtihani ile orta okuldan itibaren doktora sonuna kadar burslu okudum. Turkiye’den 18 yasinda cikmadan once yazlari fidanlikta ayakkabi boyaciliginda, garsonluk gibi islerde calistim. Amerika’ya devlet bursu ile BS ve MS icin geldigimde hem Pittsburgh, hem de MIT universitelerine acceptans alinmisti. Ben MIT yerine birkac arkadasimin oldugu Pittsburgh’u tercih ettim ve BS, MS, ve PhD derecelerimi Metallurgy & Materials Science’tan oradan aldim. Iki kere temelli Turkiye’ye gidip 2-sene askerlik, iki sene ticari sirketlerde calistiktan sonra tekrar Amerika’ya dondum. Burs borcumu odedim. 50 kusur senedir Ar-Ge icinde her seviyede calisiyorum. 30 patent aldim, ve bunlar calistigim sirketlere birkac milyar dolar kazandirdi. 12 olagan ustu innovasyon ve iyi idare odulu aldim; ikisi NASA’dan. Son 24 senedir kendi sirketlerimde Ar-Ge projeleri uzerinde projeler gelistirerek calistim. Birkac bayagi iyi teknoloji gelistirdim. Lakin, bu en sonuncusu hepsini ezip gecer diye dusunuyorum.