Maden ocaklarında yaşanan patlamalara elektronik çözüm!

Xerox PARC’ta, modifiye edilmiş karbon nanotüp (CNT) algılayıcılar kullanarak, methan gazını ve kaçaklarını çok düşük maliyetlere tespit edecek bir basılı elektronik sensör geliştirildi. SPHINCS (System of Printed Hybrid Intelligent Nano-Chemical Sensors, Akıllı Hibrit Nano Kimyasal Basılı Algılayıcılar Sistemi) adı verilen basılı elektronik (printed electronics) teknolojisi, gaz kaçaklarının tesbiti gibi enerji sektörünün en önemli sorunlarından birini çözmeye aday.

Karbon nanotüp algılayıcılarla, basılı elektronik algılayıcıların bir arada kullanılması ile geliştirilen bu teknoloji sayesinde metan gibi gaz kaçakları anında farkedilebilecek. Geliştirilen teknoloji çok daha kolay ve ucuz bir yöntemle metan gazı kaçaklarının tespit edilmesini, kaçak yeri ve miktarının belirlenmesini sağlayacak.

PARC’ın metan dedektör sistemi, polimer parçacıkların üzerine imal edilmiş bir dizi algılayıcıdan oluşuyor. Her parçacık kendi içinde fonksiyonel bir basılı nano karbon tüp (CNT) algılayıcısı ve destekleyici elektronik devreler içeriyor. Nano karbon tüpler, farklı gazlara farklı tepkiler verecek yarı iletken kaplamalarla veya nano parçacıklarla modifiye ediliyor. Makine öğrenme teknolojisi ile oluşturulan parametrelerle, basılı algılayıcıların saptadığı gazları ve ayırt edici özelliklerini tanımlamaları sağlanıyor.

PARC bünyesinde gerçekleştirilen BP ve NASA’nın desteklediği SPHINCS projesi, petrol çıkarma sahaları, doğal gaz ve maden ocakları gibi metan gazı sızıntısı riski olan bölgelere yerleştirilerek, olası bir sızıntının anında tespit edilmesini ve müdahale edilmesini sağlayacak. Plastik ve silikon gibi yüzeyler üzerine basılabilecek bu basılı elektronik dedektörler istenilen her ortama kolayca, yüksek maliyet oluşturmadan monte edilebilecek. Maden ocağı sahiplerinin maddi gerekçeleri bahane etmeden basılı elektronik metan gazı dedektörlerini her alanda kullanmalarını sağlayacak.

Kazalar Azalacak Atmosfer Daha Az Kirlenecek

Projenin hayata geçirilmesi durumunda, tüm dünyada ölümlü kazalara neden olan metan gazı kaçağı kaynaklı kazaların önüne geçilmesi konusunda çok önemli bir adım atılmış olacak. Ülkemizde de bugüne kadar metan gazı kaçaklarının yarattığı grizu facialarında yüzlerce madencimizin şehit olması, bu buluşu Türkiye açısından da önemli hale getiriyor. Aynı zamanda bu buluş, petrol ve doğal gaz dağıtım şirketlerine yılda milyarlarca dolarlık kayıp yaratan gaz kaçaklarının da tespit edilip, önlenmesine yardımcı olacak. Amerikan Senatosuna 2013 yılında sunulan bir rapora göre sadece Amerika’da yılda yaklaşık 69 milyar feetküp (1 milyar 953 milyon 862 bin 414 metreküp) gaz, kaçaklar nedeni ile atmosfere karışıyor. Bu miktar 6 milyon otomobilin 1 yıl boyunca çıkardığı karbondioksit emisyonuna eşit bir rakam.

ARPA-E’den 1 Milyon Dolarlık Destek

Xerox PARC’ın dünyanın en büyük akaryakıt şirketlerinden BP (British Petroleum) ve Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi NASA ortaklığı ile birlikte yürüttüğü SPHINCS projesine geçtiğimiz günlerde ARPA-E (Amerikan İleri Araştırma Projeleri Ajansı Enerji Dairesi) ilk etapta 1 milyon dolarlık finansman desteği verdiğini açıkladı. Proje kapsamında BP, gaz bileşimleri ile ilgili verileri sağlıyor, üretim yeri ve tesislerinde çalışmaların test edilmesine izin veriyor. NASA ise Silikon Vadisi’ndeki araştırma merkezi Ames tesislerinde, konu ile ilgili gerçekleştirdiği projeksiyon ve demolarla projenin geliştirilmesine destek veriyor.

Konu ilgili açıklama yapan PARC Enerji Cihazları ve Sistemleri Bölüm Müdürü ve Proje Lideri David Schwartz, bu projeden dolayı çok heyecanlı olduklarını, basılı elektronik teknolojisini kullanarak geliştirdikleri buluşun enerji sektörünün yaşamsal bir problemine çözüm olacağını söyledi. Aynı zamanda bu buluş, basılı elektroniklerin bir başka alanda daha kullanım alanı bulmasından dolayı önemlidir dedi.

Yakın gelecekte bu teknolojinin gaz üretim tesisleri, boru hatları, maden ocakları gibi endüstriyel kullanımdan ziyade ev ve iş yeri gibi yerleşim alanlarındaki gaz kaçaklarının düşük maliyetle saptanmasında da kullanılacağı söyleniyor.