Turkishtime AR-GE 250


Hem stratejik hem de mali açıdan önemli bir başarı; Kompozit Membranı

Turkishtime Dergi

İKMİB organizasyonu ile düzenlenen “9. Kimya Ar-Ge Proje Pazarı”nda “Borik Asit ve Perlit Katkılı Kompozit Yakıt Hücresi Membranı” projesi ile “Plastik ve Kauçuk Kategorisi”nde birinci olan Demircioğlu Alternatif Enerji Sistemleri Firma Yöneticisi Erhan Demircioğlu, “Geleceğe Yön Verecek Projeler” isimli haber serimizin ilk konuğu oldu. Pek çok kullanım alanı olan kompozit membranı pandemi süreci ile birlikte hastaların en çok ihtiyaç duyduğu HidroTeneffüs solunum cihazını üretmede kullandıklarını söyleyen Demircioğlu, ayrıca TSK için geliştirdikleri bir savunma sanayii projesinde de membrandan faydalandıklarını ifade ediyor. Demircioğlu, söz konusu proje ile hem stratejik açıdan hem de maliyet açısından çok önemli bir başarıya imza attıklarına dikkat çekiyor.

İKMİB’in bu yıl dijital bir ortamda düzenlediği “9. Kimya Ar-Ge Proje Pazarı” ödül töreninde “Plastik ve kauçuk kategorisi”nde sizi birinciliğe götüren “Borik Asit ve Perlit Katkılı Kompozit Yakıt Hücresi Membranı” projenizden söz eder misiniz?

Her geçen gün artan çevre kirliliği ve fosil yakıtların yakın zamanda tükenme ihtimalinin yüksek olması yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi artırmaktadır. Günümüzde, hidrojen yakıt hücreleri, verimli ve çevreye uyumlu bir enerji üretim teknolojisi olarak öne çıkmaktadır. Proton değişim membran yakıt hücreleri (Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi-PEMFC) düşük çalışma sıcaklığında yüksek verim elde edilmesi, sessiz çalışması, saf su ve ısı dışında herhangi bir atık ortaya çıkarmamasından dolayı en çok ilgi çeken yakıt hücresi türüdür. Membran, PEMFC’nin kalbi olarak kabul edilmektedir. Yakıt hücresinin verimli çalışması için membranların bazı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bu özellikler; yüksek sıcaklık dayanımı, termal kararlılığının iyi olması, yüksek proton iletkenliği, ucuz olması, inert olması, mekanik dayanımının yüksek olmasıdır. Polimer elektrolit membran olarak günümüzde en yaygın kullanılan membranlar perfluoro sülfonik asit Nafion membranlardır. Ancak bu membranların yüksek sıcaklıkta proton iletkenliği düşüktür ve çok pahalıdır. Ayrıca ülkemiz bu membranlarda dışa bağımlıdır. Bu nedenle çalışmalar alternatif membranlar arayışı üzerine yoğunlaşmıştır. Biz de bu çalışmada Nafion içerikli membrana göre daha iyi fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip, hem organik hem de inorganik yapıyı bir arada bulunduran Borik Asit ve Perlit Katkılı Kompozit Yakıt Hücresi Membranı ürettik.

“MEMBRAN İHTİYACINDAKİ DIŞA BAĞIMLILIĞI ORTADAN KALDIRMAK İSTİYORUZ”

Söz konusu proje ile temelde hedeflenen neydi?

Rezervlerinin yüzde 73’ü ülkemizde olan borun, türevi borik asit ve rezervlerinin yüzde 65’i ülkemizde olan perlit kullanarak membran ihtiyacındaki dışa bağımlılığı ortadan kaldırmak ve daha iyi performans özelliklerine sahip membran üretimi gerçekleştirmek en temel hedefimizdi. Şu anda DuPont tarafından üretilen Nafion adlı perflorosülfonik asit membran dünya membran pazarının tamamını yönetmektedir. Ancak bu membranların üretim maliyeti 3000 dolar/m2 ve kimyasal-fiziksel dayanımları da son derece azdır. Üretmiş olduğumuz kompozit membran Nafion membranlardan altı kat daha iyi fiziksel-kimyasal dayanıma sahip. Bunun yanında üretim için ihtiyaç duyulan hammaddenin ülkemizde rezervlerinin oldukça yüksek olması hem stratejik açıdan hem de üretim maliyeti açısından çok önemli. Borik asit ve perlit kullanarak ürettiğimiz kompozit membran ile üretim maliyetlerini 400 dolar/m2’ye çekmiş durumdayız.

Peki kullanım alanı nereler?

Üretilen membranın pek çok kullanım alanı söz konusu. Bunların en başında; enerji üretimi için kullanılan yakıt hücreleri, hidrojen üretimi sağlayan elektroliz sistemleri, elektrikli hibrit araçlar, taşınabilir kişisel elektronik eşyalar, uzay araçları vb. gelmektedir. Biz Demircioğlu Enerji olarak COVID-19 pandemisi ile birlikte hastaların en çok ihtiyaç duyduğu HidroTeneffüs solunum cihazını ürettik. Üretmiş olduğumuz solunum cihazı muadillerinden farklı olarak hastaların yaşam fonksiyonlarının devamını sağlanmasının yanında tedavi edici özelliğe de sahip olması. HidroTeneffüs solunum cihazı su, hidrojen ve bor ile çalışmaktadır. Ürettiğimiz bu kompozit membran HidroTeneffüs solunum cihazında saf suyu yüzde 99.9 saflıkta hidrojen ve oksijen gazlarına ayırabilmemize yarıyor. Oksijen hastanın yaşamını devam ettirmesini sağlarken hidrojen ve bor hastalığın tedavisinde kullanılıyor.

Özellikle COVID-19 hastalarının hidrojen gazı inhalasyonu ile tedavisinin başarı sağladığı Çin tarafından yayınlanan COVID-19 Pnömanisi Tanı ve Tedavi Klinik Rehberi 7. Baskı’da belirtilmiş durumdadır. Ürettiğimiz kompozit membranın endüstriyel uygulamasını şu anda HidroTeneffüs solunum cihazlarımızda yapıyoruz.

Ayrıca Türk Silahlı Kuvvetleri (TSK) için geliştirdiğimiz bir savunma sanayi projemizde de bu membranı kullanıyoruz. Taşınabilir telsiz sistemlerinin acil güç ihtiyaçlarını karşılamak adına taşınabilir hidrojen yakıt hücresi sistemi geliştirdik. Burada kullanılan yakıt hücresinin ana kalbinde bugüne kadar yurt dışından getirttiğimiz Nafion membranları kullanıyorduk. Bu şekilde hem üretim maliyetimiz artıyor hem de stratejik bir alanda dışa bağımlı kalıyorduk. Ancak bu kompozit membran çalışmamız ile birlikte artık kendi ülkemizin madenlerinden sentezlediğimiz membranı kullanıyoruz. Hem stratejik açıdan hem de maliyet açısından çok önemli bir başarı kaydettiğimizi düşünüyorum. Bu iki ana sektör dışında da ürettiğimiz membranların satışını gerçekleştiriyoruz. Bunlar, doğrudan membran satışları, yakıt hücresi satışları, deney kiti satışları ve elektrolizör satışlarıdır.

“İKMİB’İN DESTEĞİ İLE MOTİVASYONUMUZU BİR KEZ DAHA TAZELEDİK”

Projeyi geliştirirken sizi motive eden neydi?

Bu projeyi geliştirdiğimiz süreçte en büyük motivasyonumuz stratejik öneme sahip ve oldukça fazla kullanım alanı olan membranın yerli olarak ülkemizde üretimini gerçekleştirmek ve globale açılıp bu membranların ihracatını yapmak oldu. 403.3 milyon dolar büyüklüğe sahip küresel membran pazarında ülkemizde üretilen kompozit membranlarla bizde yer almak istiyoruz. İlk etapta kendi iç ihtiyaçlarımızı karşıladıktan sonra ihracat yaparak ülkemize döviz girdisi sağlamak ise en büyük hayalimiz. Hem ekonomimize katkıda bulunmak hem de bu topraklardan çıkan katma değeri yüksek bir ürünü tüm dünyaya göstermek istiyoruz. Hidrojen enerjisi ile ilgili dokuz yıldır çalışma yapan biri olarak bu denli önemli bir projeyi ülkemize kazandırma arzusu motivasyonumu arttırdı diyebilirim. Bu noktada İstanbul Kimyevi Maddeler ve Mamulleri İhracatçıları Birliği (İKMİB) tarafından düzenlenen “9. Kimya Ar-Ge Proje Pazarı”nda Plastik ve Kauçuk kategorisinde birincilik ödülü almak ne kadar doğru bir yolda olduğumuzu bize gösterdi. İKMİB’in desteği ile motivasyonumuzu bir kez daha tazeledik.

Projenizin dünyada hayata geçmiş bir örneği veya benzeri mevcut mudur?

Dünyada Nafion membranlara alternatif arayışı sürerken bu konuyla ilgili pek çok çalışma bulunuyor. Peki sizin gerçekleştirdiğiniz çalışmanın ayırt edici özellikleri neler.

Evet dünya genelinde bu konu ile ilgili çok sayıda çalışmanın farlığı söz konusu Ancak bizim kullandığımız hammadde ve prosesi gerçekleştiren benzer bir örnek bulunmamaktadır. Yapmış olduğumuz çalışma inovatif bir çalışmadır. İşin know-how’ı bizde. Çalışmamızın fikri mülkiyet haklarını koruma altına almak için ulusal ve uluslararası patent başvurularımızı yaptık. Ayrıca kalite standartları ile ilgili olarakta gerekli sertifikasyon süreçlerini başlatmış bulunmaktayız.

Proje ile ilgili ilerleyen süreçte ne gibi planlarınız var?

Proje ile ilgili ilerleyen süreçlerde seri üretime geçerek membran üretim kapasitemizin metrekaresini ve üretim süresini azaltmayı planlıyoruz. Ayrıca endüstriyel olarak uygulamalarını yaptığımız solunum cihazı ve yakıt hücresi sistemlerinin ihracatını yapmayla ilgili hedeflerimiz bulunmaktadır. Bu süreçte çalışmalarımızı ileriye taşıyacak devlet kurumlarından, özel kurumlara kadar geniş bir kesimin desteğini bekliyoruz.

Proje çerçevesinde melek yatırımcı arayışınız olacak mı?

Demircioğlu Enerji StartUp’ımızın şu anda tüzel melek yatırımcıları bulunuyor. Bizim hedefimiz, yatırım ağlarının da girişimimize yatırım yapmasını sağlamak. Bu noktada elbette melek yatırımcı arayışlarımız devam ediyor.

“AMACIMIZ; MİLLİ TEKNOLOJİ HAMLESİNE KATKI SUNABİLMEK”

Son olarak varsa yeni projelerinizden de kısaca söz eder misiniz?

Yeni projelerimiz var. Özellikle yakıt hücresinin ana kalbi membranın yerli üretimini yaptıktan sonra geriye kullanılan katalizörleri de yerli olarak üretmek kalıyor. Bu katalizörler oldukça yüksek maliyete sahip. Bu konu ile ilgili çalışma yapmayı planlıyoruz. Bunun dışında ürettiğimiz membranı sanayide daha çok alanda kullanabilir miyiz buna dair de projelerimiz olacak. Amacımız milli teknoloji hamlesine bir katkı sunabilmek. Bununla ilgili de çalışmalarımıza tüm hızımızla devam edeceğiz.

Erhan Demircioğlu Kimdir?
Lisans öğrenimini Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine yapan Erhan Demircioğlu, üniversite eğitiminin ardından sonra Demircioğlu Alternatif Enerji Sistemleri StartUp’ını kurdu. Demircioğlu, 2015 yılında TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı tarafından düzenlenen Üniversite Girişimcilik ve Yenilikçilik Yarışması’nda Teknoloji kategorisinde Üçüncülük Ödülü, 2017 yılında TEB tarafından düzenlenen 10. TEB Akıl Fikir Yarışmasında (İcat Çıkar) Teknolojik Girişimci kategorisinde İkincilik Ödülü, 2020 yılında İstanbul Kimyevi Maddeler ve Mamulleri İhracatçıları Birliği (İKMİB) tarafından düzenlenen 9. Kimya Ar-Ge Proje Pazarı’nda Plastik ve Kauçuk kategorisinde Birincilik Ödülü kazandı. Güneş enerjisi, fotovoltaik sistemler, termoelektrik jeneratörler, atık su arıtımı, kimya teknolojileri, savunma sanayi, medikal cihazlar ve hidrojen enerjisi alanında araştırmaları olan Demircioğlu, bugüne kadar 30’a yakın ödülün sahibi oldu.