BTÜ'de atomik katmanlı membran mimarisi geliştiriliyor
Bursa Teknik Üniversitesi (BTÜ) çatısı altında yürütülen yeni proje, hidrojen üretimi ve yakıt pili teknolojilerinde kullanılan polimer elektrolit membranların dayanıklılığını artırmayı amaçlıyor. Projenin yürütücülüğünü yapan Dr. Öğretim Üyesi Enes Muhammet Can liderliğindeki Electrochemical Materials and Conversion (EMC-Lab) araştırma grubunun çalışmasında, membran performansını koruyup ömrünü uzatacak yeni bir mimari geliştirilmesi planlanıyor. Araştırmada Doç. Dr. Yasin Altın da ekipte yer alıyor.
Proje başlığı, Polimer Elektrolit Yakıt Pilleri ve Polimer Elektrolit Su Elektrolizörleri İçin Atomik İncelikte h-BN Katman ile Yeni Nesil Yüksek Gaz Bariyerli Dayanıklı Polimer Elektrolit Membran Mimarilerinin Geliştirilmesi olarak kayda geçti ve desteklenmeye hak kazandı.
membranların önemi ve mevcut zorluklar:
Hidrojen teknolojilerinde kullanılan membranlar, gazların birbirine karışmasını engelleyip gerekli iyon iletimini sağladıkları için sistem performansı ve güvenliği açısından kritik bir bileşen konumunda. Dr. Enes Muhammet Can projenin gerekçesini açıklarken membranlardaki yıpranmanın zamanla performans düşüşüne ve kullanım ömrünün kısalmasına yol açtığını vurguluyor. Özellikle su elektrolizörlerinde hidrojenin oksijen hattına sızması enerji kayıplarına ve güvenlik risklerine neden olabiliyor; bu nedenle membranın hem etkili bir gaz bariyeri hem de yüksek iyon iletkenliği sunması gerekiyor.
h-BN tabakasıyla çözüm yaklaşımı:
Projede çözüm olarak kullanılacak hekzagonal bor nitrür (h-BN) atomik ölçekte çok ince, ancak gaz geçirgenliğini azaltabilecek bir bariyer katmanı görevi görecek. Araştırmacılar, membranı kalınlaştırmak yerine h-BN gibi atomik düzeyde ince bir tabaka ekleyerek gaz geçişini sınırlandırmayı, buna karşın iyon iletimini zorlamadan verimi korumayı hedefliyor. Bu yaklaşımın, membranın mekanik ve kimyasal yıpranmasını yavaşlatarak sistem ömrünü uzatması ve bakım ile yenileme maliyetlerini düşürmesi bekleniyor.
beklenen etkiler ve ulusal katkı:
Geliştirilecek teknoloji, hidrojenin oksijen hattına sızmasının azaltılması yoluyla patlama riskinin düşürülmesine katkı sağlamayı amaçlıyor. Ayrıca daha uzun ömürlü membranlar sayesinde operasyonel maliyetlerin azalması ve enerji verimliliğinin artması hedefleniyor. Dr. Enes Muhammet Can projenin başarılı olması durumunda dayanıklı ve güvenli hidrojen sistemlerinin geliştirilmesinin önünün açılacağını belirtiyor.
BTÜ Rektörü Prof. Dr. Naci Çağlar da çalışmanın üniversitenin sürdürülebilirlik ve yeşil enerji öncelikleriyle uyumlu olduğunu ve projenin Türkiye'nin 12. Kalkınma Planı hedefleriyle örtüşerek yerli teknoloji altyapısına katkı sağlayacağını ifade etti. Üniversite kaynaklarıyla yürütülen bu tür araştırmaların, ülkenin temiz enerji dönüşümünde hem teknolojik hem de ekonomik açıdan değer yaratması bekleniyor.
Sonuç olarak BTÜ'nün h-BN tabakalı membran mimarisi projesi, hidrojen üretim ve yakıt pili sistemlerinde güvenlik, verim ve sürdürülebilir maliyet avantajı sağlamayı amaçlayan stratejik bir adım olarak öne çıkıyor. Araştırma ilerledikçe membran performansına dair deneysel verilerle teknolojinin pratiğe dökülmesi ve endüstriyel uygulamalara transferi takip edilecek.
BTÜ’DE YÜRÜTÜLEN PROJEYLE, HİDROJEN ÜRETİMİNDE VE YAKIT PİLLERİNDE KULLANILAN MEMBRANLARIN DAHA DAYANIKLI HALE GETİRİLMESİ HEDEFLENİYOR. GELİŞTİRİLECEK YENİ TEKNOLOJİ SAYESİNDE SİSTEMLERİN KULLANIM ÖMRÜNÜN UZATILMASI, ENERJİ KAYIPLARININ AZALTILMASI VE GÜVENLİĞİN ARTIRILMASI AMAÇLANIYOR.
