Türk bilim insanları doğa dostu nanoteknolojik güneş pili üretecek

İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (İTÜnano) bünyesinde geliştirilen "NanoGeliştirilmiş Ölçeklenebilir Kuantum Güneş Pili Tasarımı Üretimi ve Karakterizasyonu" başlıklı projeyle nanoteknolojik malzemeden güneş pili üretilecek. 

İTÜnano Müdürü ve Makina Fakültesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Levent Trabzon'un yürütücülüğünde hazırlanan projede, İTÜ Fizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Mehmet Ramazanoğlu ve Kimya Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Caner Ünlü ile İstinye Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Şener Özönder araştırmacı olarak görev alıyor.

İTÜ Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından Öncelikli Alan Araştırma Projeleri (ÖNAP) kapsamında desteklenerek, 1 milyon liraya varan bütçe sağlanan proje kapsamında, kurşun kalemin ucunda bulunan grafitin iki boyutlu tabakaları olarak adlandırılan, altıgen bal peteği örgüsü şeklinde konumlanmış karbon atomlarından oluşan ve nanoteknolojik bir malzeme olan grafen kullanılarak güneş pili üretilmesi hedefleniyor.

Güneş pili üretiminde, kuantum noktalarının ışığı yüksek kapasitede soğurma özelliğinin kullanılacağı proje, zehirli olmayan ve canlılara zarar vermeyen doğa dostu malzemelerin kullanılması açısından önem taşıyor. 

"Projenin yeniliği canlılığın temelini oluşturan karbon atomlarının kullanılmasıdır"

 Trabzon, projenin nanoteknolojinin etkin üretimi ve kullanımı açısından İTÜ ve Türkiye için büyük bir önem arz ettiğini belirtti.

Projede kuantum noktalarının ışığı yüksek kapasitede soğurma özelliklerini kullanarak güneş pilleri yapacaklarını aktaran Trabzon, şu bilgileri verdi:

"Bu projenin yeniliği indiyum veya kadmiyum gibi canlılar için zehirli atomların yerine canlılığın temelini oluşturan karbon atomlarını kullanılmasıdır. Aslında kullandığımız malzeme kurşun kalemin ucu olan grafitin iki boyutlu tabakaları; buna grafen deniyor ve altıgen bal peteği örgüsü şeklinde konumlanmış karbon atomlarından oluşuyor. Grafen kuantum noktalar ise en basit tabirle çok çok küçük grafen nanoyapılar. O kadar küçük ki normal mikroskopla görmek imkansız, elektron mikroskobu ile gözlemlenebiliyorlar. Projenin kapsamı iki boyutlu bal peteği örgüdeki karbon atomlarından güneş pilleri geliştirilmesidir. Zehirli olmayan, canlılık ve doğa ile uyumlu olan, ışığı soğurma kapasitesi güçlü olan ve aynı zamanda da kolay sentezlenebilen bir malzeme arıyorduk, bunun için en uygun olan malzeme grafen olduğu için projemizin merkezine onu koyduk."

Grafenin en önemli özelliği canlılar için zehirli olmaması

Grafenin canlılar için zehirli olmadığını vurgulayan Trabzon, "Bu sadece tabiatın korunması noktasında fayda sağlamıyor. Mesela bir bakterinin hareketlerini takip etmek için onu ışık soğuran ve salan kuantum noktasıyla etiketleyebiliyorsunuz veya insan gözü içine ışığı soğuran bir çip yerleştirmek istiyorsunuz ve bunun için canlı yapısıyla uyumlu olan grafen kuantum nokta kullanıyorsunuz. Karbon atomlarından oluşan grafenin burada avantajı büyük, zira vücudumuzun yüzde 18'i zaten karbondan oluşuyor." ifadelerini kullandı.

Grafen temelli kuantum noktalarının laboratuvarda kolay sentezlenebildiklerini aktaran Trabzon, güneş pilleri bağlamında ise grafen kuantum noktalarının avantajının, güneşten gelen sadece görünür ışığın değil, aynı zamanda morötesi frekanslardaki ışığı soğurabilmesi ve bunu elektrik enerjisine dönüştürebilme kapasitesi olduğunu kaydetti.

"Bu yıl içerisinde güneş pili üretimlerine başlayacağız"

Prof. Dr. Trabzon, projeye 2020 Ocak'ta başladıklarını dile getirerek, şöyle devam etti:

"Hem kuantum simülasyonları hem de deneysel çalışmaların ilk aşaması kuantum noktalarının üretimi başarıyla devam etmektedir. Projenin tamamlanma süresi iki yıldır. Bu yıl içerisinde güneş pili üretimlerine başlayacağız. Proje tamamlandığında özgün ve nitelikli yeni bir teknoloji, nanoteknolojik güneş pili üretilecektir. Yüksek kapasiteli ucuz, seri üretimi yapılabilir, çevreye zararlı olmayan ve yüksek verimle çalışabilen yeni nesil güneş pili teknolojisi geliştirilecektir. Bu projeyle geliştirilecek güneş pili teknolojisi, grafen kuantum noktasının farklı alanlarda kullanımına da imkan verecektir."

2010 yılı Nobel Fizik Ödülü'nün grafenle ilgili çalışmaya verildiğini ve o günden beri grafenin ilginç elektrik ve ısı transferi özelliklerinin araştırıldığını belirten Trabzon, "Projemiz grafenin ışık soğurma özellikleriyle alakalı ve güneş pilleri uygulaması da bilim dünyası için heyecan verici. Grafenin nanoteknoloji ile birleşerek grafen kuantum nokta olarak daha işlevsel hale gelmesi ve hemen hemen her türlü araştırma alanında kullanılmaya başlanması ise projeyi önemli hale getiren başka bir boyut." ifadelerini kullandı.

Trabzon, "Nanoteknolojiyi kullanan bir ülke olmanın yanı sıra nanoteknolojiyi üreten bir ülke haline gelmek için bu ve bu tarz projelere daha çok önem vermeliyiz. Diğer taraftan projemizin temiz ve ucuz enerji ve tabiat dostu zehirli olmayan malzemeler kullanılması açısından da toplumsal faydası var." dedi

"Güneş pillerinin Türkiye'de kullanımı ve yurt dışına ihracı için adım atıyoruz"

Levent Trabzon, enerjinin ülkelerin harcamalarındaki en büyük kalemlerden biri olduğunu ve güneş enerjisinin etkin bir biçimde kullanılması yönünde tüm dünyada bir inisiyatif olduğunu belirterek, güneş pillerinin hem Türkiye'de kullanımı ve hem de yurt dışına ihraç edilmesi konusunda adımlar attıklarını dile getirdi.

Trabzon, sözlerini, "Ayrıca üretilen kuantum noktalarının ara ürün olarak satılması da mümkün. Bu konuda Avrupa'da ve Kuzey Amerika'da halihazırda zaten bir talep var. Kuantum noktaların televizyon üretiminden yapay retina üretimine kadar çok geniş uygulama alanları var." diye tamamladı. 

AA