Eskişehir Teknik Üniversitesi (ESTÜ) Biyoloji Bölümü Ekoloji Ana Bilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Cengiz Türe ve doktora öğrencisi Çağdaş Saz, atık suların arıtıldığı ve seralar için özel tasarladıkları ekosistemle elektrik üretilmesini, bu enerjiyle de seranın aydınlatma ve su ihtiyaçlarının karşılanabildiği sistemin prototipini geliştirdi.
"Elektro-Sulak Alan Enerjili Sera Tasarımı (ESA) Projesi"ni hazırlayan Saz, Prof. Dr. Türe'nin danışmanlığında 7 yıllık çalışmalar sonucunda bitki, mikroorganizma, toprak yapısından oluşan elektro-sulak alan ekosistemleri ile atık suların arıtılması sırasında ortaya çıkan elektronları, biyo-elektrotlar aracılığıyla yakalayıp elektrik enerjisine çevrilmesini ve depolanmasını sağladı.
Bu sayede hem atık sular, sulama suyu olarak değerlendirilebiliyor hem de ekosistemden üretilen elektrik enerjisi akülerde depolanarak seraların su ve enerji ihtiyaçları karşılanabiliyor.
TEKNOFEST 2021'de 4'üncülüğü elde eden akademisyenler, Çevre Koruma ve Ambalaj Atıkları Değerlendirme Vakfının (ÇEVKO) düzenlediği Yeşil Nokta Öğrenci Ödülleri Yarışması'nın Atık Yönetim Sistemi ve Uygulamaları kategorisinde 3. oldu.
İklim değişikliğinde tarımsal faaliyetlerin etkisini azaltmayı tercih ettik
Projenin danışmanı ve ortağı Prof. Dr. Cengiz Türe, AA muhabirine, bu çalışmada, doğal sulak alanlarda kendiliğinden gerçekleşen bazı biyolojik ve ekolojik prosesleri laboratuvar koşullarına getirip aynı dinamiği kullandıklarını söyledi.
Enerji ürettikleri için elektro-sulak alan konsepti oluşturduklarını aktaran Türe, şu bilgileri paylaştı:
"Projenin ana mantığı; bir doğal ekosistemin içindeki organik madde parçalanması sonucu açığa çıkan elektronların, elektrotlar aracılığıyla elektriğe dönüştürülüp bunun depolanarak sistemin devamlılığı için gerekli suyun yeniden alana verilmesinden oluşuyor. Atık suyu elektro-sulak alanlara veriyoruz. Burada hem suyu arıtıyoruz hem de suyu arıtma sırasında açığa çıkan elektronlardan elektrik elde ediyoruz. Aynı zamanda, seralar için tasarladığımız ekosistemlerle de hem bitki yetiştirilmesini hem de elektrik üretimini sağlıyoruz.
Bu suların tarım alanlarında ve seralarda kullanabileceğini de ortaya koyduk. Seranın aydınlatılması için gerekli enerjinin de yine bu yöntemle elde edilen elektriğin depolanmasıyla yapılabileceğini kanıtladık. Böylece iklim değişikliğinde tarımsal faaliyetlerin etkisinin azaltılmasını hem de atık üretmeden tarımsal faaliyet yapma yolunu tercih ettik. Atığı kaynak olarak görerek enerji elde eden ve kendini yenileyen döngüsel bir ekosistem modeli oluşturduk."
26 kat su tasarrufu; 2,5 kat verim artışı ve elektrik tasarrufu
Doktora öğrenimini sürdüren Çağdaş Saz da nüfus artışı ve sanayileşme gibi faktörlerin su ve enerji kaynakları üzerinde olumsuz sonuçlar ortaya çıkarttığını belirterek, su kaynaklarının yeniden değerlendirilmesi gerektiğini vurguladı.
Prof. Dr. Türe ile 7 yıldır projeyi geliştirmek için çalışmalar yaptıklarını anlatan Saz, şöyle konuştu:
"Projemiz, herhangi bir atık suyun çevre ile uyumlu şekilde arıtılarak eş zamanlı şekilde biyo-elektrotlar yardımıyla elektrik elde edilmesine dayanıyor. Bunlar elektro-sulak alan ekosistemleri olarak adlandırılıyor. Sistemde dolgu malzemesi ve bitkiler ön planda oluyor. Dışarıdan gelen suyun içindeki atığı parçalanması sırasında ortaya çıkan elektronları, insan sağlığına zararlı olmayan biyo-elektrotlar aracılığıyla yakalayıp elektrik enerjisine dönüştürüyoruz. Bu sistemi seralara da entegre ettik. Elde ettiğimiz elektrik enerjisinin akülerde depolanmasını sağlıyoruz. Bu sırada arıtılarak depolanan suyu da elde ettiğimiz elektrik enerjisinin çalıştırdığı pompalar sayesinde seralarda sulama suyu olarak kullanıyoruz. Aynı zamanda elektrik sayesinde sera içindeki bitkiler için gerekli aydınlatmayı ve su transferini sağlayan pompayı çalıştırabiliyoruz. Döngüsel ekonomi modelinin desteklendiği bir sistem. Bu sayede vahşi sulamaya göre yaklaşık 26 kat su tasarrufu, yaklaşık 2,5 kat da verim artışı ve elektrik tasarrufu sağladık."