ECC TEC MSJ Inc ve Şaban Akyıldız: Emisyon teknolojilerine yönelik patent ve çözümleriyle sektörde özel bir alan oluşturmaya yönelik çalışmalarını sürdürüyor Şaban Akyıldız’ın emisyon teknolojilerine yönelik çalışmaları, patentleri ve çözümleri sektör için önemli bir ilgi ve girişim alanı oluşturuyor.
Bu alanı ve onun çalışmalarını anlamak için içten yanmalı motorların dününe, 1990’lı yıllardan günümüze emisyon teknolojilerine ve temel kavramlarına yönelik özet bir metin oluşturduk.
Teknoloji hayalleri ulaşılabilir, refah erişilebilir hâle geldi. Bu gelişmeyle birlikte endüstriyel etkinlikler, yakıtlar, çevre, iklim değişikliği ve ulaşım güvenliği dünya gündeminin en önemli konuları arasında yer aldı. Son yıllarda sayıları artan motor ve taşıtların verimliliklerini artırmak, yaydıkları zararlı emisyonları azaltmaya yönelik çalışmalar ve normlar endüstrinin gündeminde.
Endüstri, sağladığı imkânlarla birlikte yeni sorunlarla da karşılaşıyor. Her yeni sorun, daha gelişmiş yöntemler ve yüksek teknoloji imkânlarıyla çözülüyor.
Başlangıçtan bugüne
Kömürün yakılması, yani havadaki ve atmosferdeki oksijenle birleşmesi sonunda ortaya çıkan ısı enerjisi, buhar kazanlarını ve buhar makinelerini harekete geçirdi.
Kömürün fiziksel olarak ağır ve katı olması; içinde bulunan azot, kükürt, hidrojen bileşikleri ve nem gibi unsurların yanı sıra, buhar kazanlarını ısıtan tuğla ocakların yapısal özelliklerine rağmen insanlık, ısıyı harekete çevirmeyi başardı.
Buna karşılık kömürün yakılmasıyla açığa çıkan enerjiyle birlikte, yanmanın fiziği ve kimyası; yakıtın, yakma yöntemlerinin ve teknolojilerinin özelliklerine bağlı olarak kül, duman ve farklı gazların ortaya çıkmasına da neden oldu.
Elde edilen enerjinin harekete çevrilmesiyle birlikte, başta demir-çelik ve metal üretimi olmak üzere, metallerin üretiminde ve kullanımında da dünyanın önceki dönemlerine göre büyük bir artış oluştu.
Isıyı harekete dönüştürmek, kazanları küçültmek ve hafifletmek, ateşi kontrol altına alarak verimi yükseltmek ve enerji değeri daha yüksek, daha temiz yakıtlara geçmek arzusu ortaya çıktı.
Dünyayı değiştiren icat: İçten yanmalı motorlar
Bu isteğe cevap olarak içten yanmalı motorları geliştiren, üreten ve ticarileştiren Nicolaus August Otto yeni bir dönemi başlattı.
Dört zamanlı çevrim fikrini geliştirip uygulayan Otto, içten yanmalı motorların gelişiminde önemli bir rol üstlendi. Bir süre sonra patent davalarıyla karşılaştı. Fransız Alphonse Beau de Rochas’ın dört zamanlı motor çevriminin ilkelerini daha önce ortaya koymuş olması, Otto’nun patent hakları konusunda hukuki sorunlarla karşılaşmasına yol açtı.
Davaların ve patent haklarının sonucunda Otto’nun, içten yanmalı motorların üretici ve geliştiricisi olarak beklediği maddi karşılığı tam olarak elde etmesi mümkün olmadı. Buna karşılık Nicolaus August Otto’dan günümüze “Otto motoru” teknik terimi ve günümüzde üretimine devam eden Deutz motor markası kaldı.
Otto’nun ekibinde çalışan Gottlieb Daimler ile Wilhelm Maybach’ın daha hafif motorlar geliştirmeleri ve bu motorları otomobillere uyarlamaları, dünyayı değiştirecek yeni bir dönemin başlangıcı oldu.
Bu gelişmelere ve dönemi için çok büyük buluşlara rağmen yakıtların ve yanmanın fiziği ve kimyası aynı kaldı. O günden günümüze, ister ateşlemeli ister Rudolf Diesel’in geliştirdiği sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar olsun, yakıtı hareket enerjisine dönüştüren içten yanmalı motorların tarihi aynı zamanda verimlilik ve temizlenme arayışının da tarihi oldu.
Temizlenmenin tarihi: Her çözüm bir sonraki sorun
Verimlilikle birlikte hafiflik, dayanıklılık, hacme göre güç oranı, güç artışı ve yakıt tüketiminde azalma, başlangıçtan günümüze gelişmenin kilometre taşlarını oluşturdu. Gelişmenin her aşamasında yanma süreçlerinin ve yakıtların iyileştirilmesi; yüksek verimlilik, güç, düşük atık, sarsıntısız, sessiz ve güvenli çalışma ile daha temiz bir motor hedefi belirleyici oldu.
İyileştirme ve geliştirme, motorlara, motorlu araçlara ve daha iyi yakıtlara olan ilgiyi artırdı. Bu ilgi; motorlu araç ve motor sayısında artışa neden oldu. Artış fazla trafik, daha fazla egzoz gazı ve motor ve taşıt üreticileri arasında daha fazla ticari rekabet oluşturdu. 1990’lı yılların başından günümüze, sırasıyla uygulamaya giren standartlarla motorların yaydığı ses ve egzoz emisyonları için sınırlar belirlendi.
Emisyon teknolojileri temel bilimler tüm endüstri ve yaşam için önemli bir alan oluşturdu. Gelişme ve rekabetin yönünü belirlemeye başladı. Bu alanda çalışmalar ve yapan ve uluslararası geçerliliği olan patentler olan Şaban Akyıldız ve ECC TEC daha temiz egzoz ve endüstriyel bacalar için ileri teknolojiye sahip çözüm önerilerinde bulunuyor.
Değişmeyen temel
Tüm bu gelişmelere rağmen değişmeyen, yaklaşık iki yüzyıldır geçerliliğini koruyan temel gerçek ise şudur:
İster dizel, ister HVO, ister sentetik yakıt, doğal gaz, LPG, ister karbon içermeyen ve içten yanmalı motorlarda yakıt olarak kullanılabilen hidrojen kullanılsın, motorların temelinde hâlâ yakıtın kimyasal enerjisinin açığa çıkarılması ve bunun ısı ve basınç üzerinden mekanik enerjiye dönüştürülmesi vardır.
Değişen, yalnızca bu enerjinin ne kadar verimli ve ne kadar temiz dönüştürüldüğüdür.
Yanmanın kimyası
Hidrokarbon yakıtların içten yanmalı motorlarda yanması, basitçe “Yakıt + oksijen = enerji” şeklinde özetlenebilir. Benzin, dizel, LPG, CNG ve sentetik hidrokarbon yakıtların temel bileşenleri karbon (C) ve hidrojen (H) atomlarından oluşan bileşiklerdir. Yakıt içinde bulunan bu moleküllerin, atmosferden alınan hava içindeki oksijenle yanma odasında reaksiyona girmesiyle yanma gerçekleşir.
Motorlarda yanma, yüzlerce ara reaksiyonun gerçekleştiği karmaşık bir kimyasal süreçtir. Kimyasal reaksiyon sırasında yakıtın kimyasal enerjisi ısı enerjisine dönüşür ve yanma sonucunda yüksek sıcaklık ve basınçta gazlar oluşur. Bu basınç, mekanik sistemler aracılığıyla harekete dönüştürülür. Dört veya iki zamanlı motorlarda ve jet motorlarında yanmanın temel amacı, yakıtın kimyasal enerjisini ısı enerjisine dönüştürmek, oluşan yüksek sıcaklık ve basınçtan yararlanarak mekanik veya itki gücü elde etmektir.
Bu işlem ve mekanik hareket ile birlikte, insan ve çevre sağlığı açısından istenmeyen, sağlık ve iklim değişikliği üzerinde etkileri bulunan emisyonlar da ortaya çıkar.
Yakıtın kimyasal enerjisi → Isı → Basınç → Mekanik enerji ve bu dönüşümle birlikte emisyonlar ortaya çıkar.
Yakıt ve oksijen için atmosferden alınan hava
Silindir içine giren yakıt önce püskürtülür ve buharlaşır. Buharlaşan yakıt hava içindeki oksijenle karışır. Karışımın özellikleri ve homojenliği, yanma kalitesini etkiler.
Motora veya yanma odasına gönderilen yakıt doğrudan oksijenle değil, atmosferden alınan havadaki oksijenle reaksiyona girer. Yanma için gereken oksijen atmosferden sağlanır.
Atmosferik hava, normal şartlarda yaklaşık yüzde 21 oksijen, yüzde 78 azot ve yüzde 1 oranında diğer gazlardan oluşur. Havanın bileşimi; yükseklik, sıcaklık, nem ve diğer çevresel koşullara bağlı olarak küçük farklılıklar gösterebilir.
Yakıt ve hava arasında uygun bir oran oluşturulmaya çalışılsa da gerçek motor çalışma koşullarında ideal ve tamamen homojen bir yakıt-hava karışımı sağlamak mümkün değildir. Yakıtın püskürtülmesi, buharlaşması, hava ile karışması, tutuşması ve yanması milisaniyeler içinde gerçekleşir.
Tepkimenin başlamasıyla hidrokarbon yakıttaki karbonun büyük bölümü CO₂’ye, hidrojen ise H₂O’ya dönüşür. Gerçekte ise bu süreç; yakıtın buharlaşması, serbest radikallerin oluşması, zincirleme oksidasyon reaksiyonları, alev gelişimi ve yüksek sıcaklıkta meydana gelen ikincil reaksiyonlardan oluşan çok aşamalı bir mekanizmadır.
Motor içinde yakıt, yüksek basınç ve sıcaklık altında ve motorun çalışma koşullarına bağlı olarak çok yüksek sıcaklıklarda yanar. Yanma sırasında silindir içindeki gaz sıcaklıkları motorun çalışma koşullarına bağlı olarak çok yüksek değerlere ulaşır. Motor çalışma koşullarında süreç tamamen ideal ve tam yanma şeklinde gerçekleşmez. Yakıt-hava karışımının homojen olmaması, sıcaklık ve basınç farklılıkları, reaksiyonların çok kısa sürede gerçekleşmesi ve diğer fiziksel-kimyasal etkiler nedeniyle çeşitli yanma ürünleri oluşur.
Çevrim sonunda enerji açığa çıkarken, çalışma koşullarına bağlı olarak CO₂ ve H₂O’nun yanı sıra CO, HC, NOₓ ve yanmamış hidrokarbonlar oluşabilir. Atmosferden alınan havadaki azot, yüksek sıcaklık koşullarında NOₓ oluşumuna katkıda bulunur. Yakıtın içerdiği kükürt miktarına bağlı olarak SO₂ de oluşabilir. Egzozdan atmosfere yani tüm çevreye salınan gazlar ve parçacıklar serbest ortamdaki koşullara bağlı olarak yeni reaksiyonlara girerler.
Endüstriyel büyüme, taşıt ve motor sayısında artış
Dünya çapında üretilen ve dolaşımda olan taşıt ve içten yanmalı motor sayısında 1970’lerden sonra büyük artışlar oluştu.
Motorlarda sağlanan iyileştirmeler; turboşarj, intercooler, hassas mekanik sistemler, gelişmiş ateşleme ve püskürtme sistemleri ile çeşitli teknik ek ve ekipmanlar, yakıt tüketiminin azaltılmasını sağladı. Buna karşılık motor ve taşıt sayısındaki artış, çevreye yayılan gürültü ve egzoz emisyonları NO₂, NO, CO, yakıt içinde bulunan kükürt nedeniyle SO₂ ve yanmamış hidrokarbonlar ile partikül maddelerin atmosfere daha fazla salınması insanlar ve doğa için olumsuz etkileri gözlendi yeni bir tehdit oluşturdu.
Bu tehditle birlikte motor ve araç üreticileri arasındaki rekabet, daha temiz motorların geliştirilmesini ve emisyon standartlarının oluşturulmasını gerekli hâle getirdi.
Daha temiz emisyon arayışları başladı. Bu arayışların sonucunda standartlar oluşturuldu. ABD ve Avrupa Birliği ile birlikte Japonya, Çin ve Güney Kore de karayolu araçları ile iş ve inşaat makineleri için emisyon standartları belirledi.
Yeni üretilecek ve tescil edilecek araçların bu standartlara uyması zorunlu hâle geldi. Bu zorunlulukla birlikte standartlara uyumlu taşıtların pazarda talep edilmesini sağlamak amacıyla çeşitli tedbir ve teşvikler de devreye girdi.
EPA, Euro ve diğerleri için yakıt niteliği
Daha temiz motorlar için başlangıçta veya erken dönemde motora giren yakıtın kalitesi artırıldı. Motor donanımları, ekipmanları ve çalışma özelliklerinin yanı sıra rafineri işlemleri de geliştirildi.
Benzinli motorlarda kullanılan kurşunun çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle kurşunlu benzinin kullanımı olarak sona erdirildi.
Benzinli motorlarda ateşleme kıvılcımına bağlı yanmayı sağlayan yakıtların özellikleri geliştirildi. Yakıt içindeki oktan sayısı arttırıldı kükürt ve benzeri istenmeyen bileşenlerin rafineri aşamasında azaltılması sağlandı.
Dizel motorlarda yakıtın tutuşma davranışını belirleyen setan sayısı ve yakıtın özellikleri, gelişen püskürtme sistemleriyle uyumlu hâle getirildi.
ABD’nin EPA ve Avrupa’nın Euro normu olarak adlandırılan emisyon standartları ortaya çıktı. Bu normlarla birlikte otomotiv endüstrisi için homologasyon, test prosedürleri, prosesler ve akreditasyon gibi kavramlar önem kazandı.
Emisyon azaltma çalışmaları Euro 6’dan sonra Euro 7 ile yeni bir aşamaya ulaştı. Euro 7 ile birlikte frenleme ve lastik aşınması sırasında ortaya çıkan partiküller de düzenleme kapsamına alındı.
Hidrokarbon yakıtların kullanımı sonunda ortaya çıkan egzoz emisyonları içindeki NOₓ ve partiküller temizlense de yanma sonucunda oluşan karbondioksitin azaltılması ve sıfır karbon hedefi, karbonun yakalanması, depolanması ve doğal karbon döngüsü gibi farklı yöntemleri gündeme getiriyor.
Önce VECTO sonra Euro 7
Doğanın yükünü azaltmak için ticari taşıtlarda VECTO (Vehicle Energy Consumption Calculation Tool / Araç Enerji Tüketimi Hesaplama Aracı) kullanılarak araçların enerji tüketimi ve CO₂ emisyonları hesaplanıyor.
Motor + Şanzıman + Araç + Lastik + Aerodinamik + Yük + Yol/Sürüş koşulları
hesaplamaya dâhil edilen temel unsurlar arasında yer alıyor.
Motorlarda yeni hassas sistem ve bileşenler
Motor gücünü artırmak, yakıt tüketimini azaltmak ve motor hacimlerini küçültmek amacıyla motorlarda önce turboşarj ve intercooler, ardından common rail gibi yakıt enjeksiyon ve kontrol sistemleri yaygınlaştı.
Yakıtın, püskürtülmesi ve ateşleme süreçlerinin daha küçük ve kontrollü aşamalara bölünmesi; bu süreçlerin solenoid valfler, yazılımlar ve giderek hızlanan elektronik işlemciler tarafından kontrol edilmesi önemli bir mühendislik ve endüstriyel çözüm oldu.
Teknik gelişmeler ve yasal zorunluluklar, yakıt ve motorlarda iyileştirme ve ek sistemlerin geliştirilmesini hızlandırdı. Daha temiz emisyon elde edilmesi, zararlı atıkların azaltılması ve egzoz gazı içindeki partikül oluşumunun kontrol edilmesi üzerinde çalışılan temel konular hâline geldi.
Turbo: Motorun derin nefesi
Motorlarda mekanik sistemlerin geliştirilmesi, egzoz gazının enerjisinden yararlanarak çalışan turboşarjın kullanımını yaygınlaştırdı. Daha sonra sisteme eklenen intercooler (ara soğutucu), sıkıştırılan havanın soğutulmasını ve yanma odasına daha yoğun hava gönderilmesini sağladı. Turboşarj ve intercooler sayesinde silindire daha fazla ve daha yoğun hava alınırken, common rail sistemi yakıtın yüksek basınçta, hassas miktar ve zamanlamayla püskürtülmesini mümkün kıldı.
Turboşarj, intercooler ve common rail gibi teknolojilerin yanı sıra daha yüksek sıkıştırma oranları ve gelişmiş yanma kontrolü, motorlardan daha yüksek güç ve verim elde edildi. Motor hacmini büyütmeden daha yüksek güç elde edilmesi, yani güç yoğunluğunun mümkün oldu.
Elektromekanik, elektronik ve yazılımlar hayal edilenleri gerçekleştirdi.
Turboşarjın gönderdiği hava miktarının kontrol edilmesi için, turboyu çeviren egzoz gazının ihtiyaç fazlası bölümünü devreden çıkaran wastegate valfleri kullanıldı. Daha sonra değişken geometrili turboşarjlar (VGT) devreye girdi.
Elektromekanik gelişmeler, solenoid valf gibi çok hassas kontrol sistemlerinin kullanımına imkân sağladı.
Sensör teknolojisi ve gelişmiş enjeksiyon sistemleri sayesinde yanma odasından egzoza giden gazın miktarı ve özellikleri izlenebilir hâle geldi. Turbonun basacağı hava miktarının ve yakıt-hava karışımının optimizasyonu mümkün oldu.
Sensörler ve püskürtme sistemleri, egzozdan çıkan gazların akışının, temizlenmesinin ve kimyasal yapısının kontrol edilmesinde hayati rol üstlendi.
Tüm bunlar; gelişmiş hesaplama, metalürji, sensör ve üretim tekniklerini kapsayan mühendislik, tasarım, üretim, test ve doğrulama süreçleriyle mümkün oldu.
Bu gelişmelere ABD ve Avrupa ülkelerinde kabul edilen zaman çizelgelerine bağlı olarak, her aşamada daha düşük zararlı egzoz emisyonu isteyen yasal düzenlemeler eşlik etti.
Atık gaza ikinci işlem: EGR
EGR, İngilizce Exhaust Gas Recirculation, yani Egzoz Gazı Geri Dolaşımı veya Egzoz Gazı Resirkülasyonu anlamına gelir. EGR’nin temel amacı, NOₓ’i egzozda temizlemek değil, NOₓ oluşumunu daha silindirin içinde azaltmaktır. Motorun ürettiği egzoz gazının belirli bir bölümü, tamamen dışarı atılmak yerine tekrar emme sistemine gönderilir. Egzoz gazı büyük ölçüde CO₂, H₂O ve azot içerir ve oksijen açısından taze havaya göre daha fakirdir.
Bu gazın bir bölümünün tekrar silindire gönderilmesi:
- Silindire giren oksijen konsantrasyonunu düşürür.
- Yanma hızını ve tepe yanma sıcaklığını düşürür.
- Böylece yüksek sıcaklıklarda oluşan NOₓ miktarını azaltır.
EGR’nin fazla kullanılması; yanma verimini, kurum oluşumunu ve motorun hava-yakıt dengesini olumsuz etkileyebilir.
Bu nedenle modern motorlarda EGR miktarı; motor devri, yükü, sıcaklığı, turbo basıncı ve emisyon hedeflerine göre elektronik olarak hassas biçimde kontrol edilir.
Egzoz hattında yeni unsurlar
DOC (Diesel Oxidation Catalyst / Dizel Oksidasyon Katalizörü) egzoz hattında, sistem mimarisine bağlı olarak genellikle DPF’nin önünde bulunur.
Temel görevi, egzoz gazındaki bazı zararlı bileşenleri oksitleyerek daha az zararlı bileşiklere dönüştürmektir. DOC, egzoz gazı son işlem sisteminin önemli ilk aşamalarından biridir.
Başlıca reaksiyonlar: CO → CO₂. HC → CO₂ + H₂O
DOC, belirli çalışma koşullarında NO → NO₂ dönüşümünü de sağlayabilir.
DPF (Diesel Particulate Filter / Dizel Partikül Filtresi), dizel motorun egzoz gazında bulunan partikül maddeleri (PM), özellikle kurum (soot) parçacıklarını tutmak için kullanılır.
Filtre katı partikülleri tutar ve biriken kurumu kontrollü biçimde yakarak temizlenir.
SCR: Seçici Katalitik İndirgeme
SCR (Selective Catalytic Reduction / Seçici Katalitik İndirgeme), motorun yanması sırasında oluşan NOₓ’i yok etmeye değil, egzoz sisteminde kimyasal olarak dönüştürmeye yarayan sistemdir.
SCR’nin temel görevi, özellikle dizel motorlarda yanma sırasında oluşan NOₓ’i egzozdan atmosfere çıkmadan önce kimyasal olarak azaltmaktır.
Buradaki “seçici” kelimesi önemlidir. Sistem, egzoz gazındaki NOₓ’i seçerek başka bir maddeyle reaksiyona sokar. AdBlue’dan elde edilen amonyak yardımıyla NOₓ’i esas olarak azot ve suya dönüştürür.
SCR’nin temel çalışma prensibi
Egzoz sistemine püskürtülen AdBlue, yüksek sıcaklık koşullarında parçalanarak amonyak (NH₃) oluşumuna katkı sağlar.
Oluşan NH₃ (amonyak), SCR katalizöründe NOₓ ile reaksiyona girer.
Sistemin temel amacı: NOₓ → N₂ + H₂O dönüşümünü sağlamaktır.
NO ağırlıklı bir egzoz için temel SCR reaksiyonlarından biri:
4 NH₃ + 4 NO + O₂ → 4 N₂ + 6 H₂O şeklindedir.
Yani sistemin temel amacı, NOₓ’in zararsız veya daha az zararlı bileşenlere dönüştürülmesini sağlamaktır.
ASC: Amonyak Kaçak Katalizörü
ASC (Ammonia Slip Catalyst / Amonyak Kaçak Katalizörü), SCR sisteminin tamamlayıcı bir parçasıdır ve özellikle modern dizel motorların egzoz son işlem sistemlerinde kullanılır. SCR’ye gerektiğinden fazla amonyak gönderilirse veya çalışma koşulları değişirse, amonyağın tamamı NOₓ ile reaksiyona girmeyebilir. Bir miktar NH₃ egzozdan dışarı çıkabilir. Buna Ammonia Slip – Amonyak Kaçağı denir.
ASC’nin görevi, SCR’den sonra kalan fazla NH₃’ün atmosfere salınmasını azaltmaktır.
Basitleştirilmiş olarak: NH₃ → N₂ + H₂O
SCR’nin sorunları
Dizel yakıtla birlikte ikinci bir sıvı olan AdBlue’nun kullanılması gerekir.
AdBlue’nun düşük sıcaklıklarda donabilmesi nedeniyle sistemde ısıtma çözümlerine ihtiyaç duyulabilir. Kalitesiz veya kirlenmiş AdBlue kristalleşmeye ve arızalara neden olabilir.
Sistem periyodik bakım gerektirir. Sensör arızaları emisyon performansını olumsuz etkileyebilir.
SCR sisteminin özellikle soğuk çalıştırma ve düşük egzoz sıcaklığı gibi koşullarda istenen temizleme performansına ulaşması zorlaşabilir. Egzoz gazı akışı, dozajlama ve DPF’nin doluluk durumu da sistemin çalışmasını etkileyebilir.
SCR ve emisyon teknolojileri alanında sınırlı sayıda üretici
SCR, yalnızca “AdBlue kullanan bir egzoz sistemi” değil, birçok yüksek teknoloji bileşeninin birlikte çalıştığı entegre bir mühendislik çözümüdür.
Emisyonların sonuçları tüm dünyayı ilgilendiriyor. Temel bilimler alanında çalışan üniversiteler ve teknoloji enstitüleri konuyla ilgili bilimsel ve akademik çalışmalar yapıyor.
Bu alanda ürün, hizmet ve buluşlarını ticarileştirebilmiş sınırlı sayıda firma ve marka bulunuyor.
Sistemin oluşması için fizik, kimya, malzeme mühendisliği, elektrik ve elektronik mühendisliği gibi farklı alanların birbirini tamamlayan çalışmaları gerekiyor. Bu çalışmalar sonucunda emisyon alanında çeşitli çözüm, ürün ve hizmetler geliştiriliyor.
SCR sistemi, birbirini tamamlayan birçok alt sistemden oluşuyor.
SCR sistemini oluşturan katalizörler, AdBlue dozajlama ve püskürtme sistemleri, NOₓ sensörleri, sistemi kontrol eden ECU’lar, DOC, DPF, SCR, susturucu ve sensörler ile seramik petek üreticileri bu yapının farklı unsurlarını oluşturuyor.
Komple egzoz arıtma sistemi üreticileri ise DOC, DPF, SCR, susturucu ve sensörleri tek modül hâlinde sunabiliyor.
Birçok araç üreticisi SCR sistemini tamamen kendisi üretmiyor; farklı tedarikçilerden aldığı bileşenleri kendi motor ve araç yönetim sistemine göre entegre ediyor.
Ağır ticari araç sektöründe SCR ve emisyon teknolojileri alanında Bosch, Cummins Emission Solutions, Forvia, Tenneco, Dinex, Eberspächer ve Johnson Matthey gibi şirketler farklı bileşen ve sistemlerde faaliyet gösteriyor. Bu şirketler dünya genelinde Euro ve EPA normunu sağlamaya yönelik sistemleri geliştirdiler. Günümüzde Euro VI, EPA 2027 ve benzeri emisyon standartlarını karşılamaya yönelik çözümler geliştiriyorlar.
Ağır ticari araç emisyon teknolojilerinde genel olarak görev dağılımı
- Bosch: Sensörler, ECU ve AdBlue dozaj sistemleri gibi elektronik ve kontrol bileşenlerinde faaliyet gösteriyor.
- Johnson Matthey, BASF ve Umicore: Katalitik kimya ve katalizör kaplamalarında öne çıkıyor.
- Corning ve NGK Insulators: Seramik petek ve substrat teknolojilerinde faaliyet gösteriyor.
- Forvia, Tenneco, Dinex ve Eberspächer: Kamyon üreticilerine komple egzoz arıtma modülleri sağlayan sistem entegratörleri arasında yer alıyor.
Endüstriyel tesisler ve emisyon
Taşıt motorları ile birlikte endüstriyel motorlar, kömür, fuel-oil, dizel, doğal gaz ve benzeri yakıtları kullanan endüstriyel tesisler de emisyonlarını azaltmaya yönelik çalışmalarını sürdürüyor. Bu alanlarda ölçek ve yöntem farklılıkları olsa da yanmanın ve baca gazlarının arıtılmasının temel fiziksel ve kimyasal özellikleri ile kullanılan yöntemler arasında önemli benzerlikler bulunuyor.
Bu yöntemler; prosese giren yakıt ve baca gazları, egzoz gazı, sensör teknolojileri, proses aşamalarındaki fiziksel ve kimyasal işlemler gibi farklı unsurların birlikte değerlendirilmesiyle gelişiyor.
Emisyon azaltmanın her aşaması, öncekinden daha fazla hassasiyet, bilgi ve teknoloji gerektiriyor.
Bu alanda çalışmalar yapan ECC TEC MSJ Inc’in kurucusu ve konu ile ilgili patentleri bulunan Şaban Akyıldız, dünyanın farklı ülkelerinde olduğu gibi Türkiye’de de çalışmalarını sürdürüyor.
Akyıldız ve ECC TEC MSJ Inc
Emisyon teknolojileri alanında araştırma ve geliştirme çalışmaları sürüyor.
Bu alanda çalışmalar yapan İsviçre merkezli ECC TEC MSJ Inc, egzoz emisyon kontrol sistemleri üzerine çalışıyor.Şirketin patent kayıtlarında kurucu ve patent sahibi olarak Saban Akyıldız yer alıyor.
Akyıldız, Denizli’de doğup çocuk yaşta taşındığı Almanya’da motor sporları ekiplerine katılıyor. Avrupa, Kanada, ABD ve Avustralya’da 40 yıllık mühendislik deneyimine sahip.
Bu süre içinde emisyon azaltma teknolojileri üzerine patentli çözümler geliştirdi.
Ar-Ge süreci büyük ölçüde tamamlanan ve prototipleri oluşturulan sistemlerin ticarileştirilmesine yönelik çalışmalar sürüyor.
Şirketin Türkiye’deki yapılanması ECC Teknoloji AŞ üzerinden sektör kurumları ve yatırımcılarla görüşmelerini sürdürdüğü bildiriliyor.
Testler
Almanya ve Türkiye’de gerçekleştirilen bağımsız testlere göre Emisyon Kontrol ve Verimlilik Sistemi; partikül emisyonlarında yüzde 99,9’a varan, hidrokarbon ve karbon monoksit salımında ise yüzde 95’in üzerinde azalma sağlıyor.
Bağımsız testlerde yüksek performans gösteren teknoloji, şimdi gerçek kullanım senaryolarında doğrulanıyor.
ECC, geliştirdiği teknolojiyi küresel ölçekte yaygınlaştırmak için ticarileşme ve pilot uygulama süreçlerini eş zamanlı yürütüyor.
Pilot çalışmaların ve ticarileşme faaliyetlerinin 2026 yılı içinde genişletilmesi hedefleniyor.
Şirketin çalışmaları ağırlıklı olarak şu alanlarda yoğunlaşıyor:
- SCR (Selective Catalytic Reduction)
- Katalitik konvertörler
- Dizel Partikül Filtreleri (DPF)
- Egzoz gazı akışı
- Elektrikle ısıtılan egzoz sistemleri
- AdBlue/üre buharlaştırma teknolojileri
- Egzoz gazı içindeki kirleticilerin azaltılması
Patent kayıtlarına göre şirketin:
- katalitik konvertör,
- egzoz sistemi,
- elektrikli ısıtıcı,
- emisyon azaltma sistemi konularında birden fazla ABD patenti bulunuyor.
Şirketin dikkat çeken patentlerinden biri, klasik SCR sisteminden farklı bir yaklaşım içeriyor.
- Sistemde elektrikle çalışan bir ısıtıcı (heater) bulunuyor.
- AdBlue doğrudan bu ısıtıcının içine veriliyor.
- Burada sıvı yerine buhar fazına dönüştürülüyor.
- Oluşan üre/amonyak buharı indirgemede kullanılıyor.
- Ayrıca patentte egzoz akışını yönlendiren veya yavaşlatan manyetik alan kullanımına ilişkin unsurlar da tarif ediliyor.
ECC TEC, Türkiye’deki çalışmalarına ilişkin test ve akreditasyon kuruluşlarıyla da çalışmalar yürütüyor. Düzenlenen basın toplantısında Şaban Akyıldız’dan çalışmaları ve emisyon teknolojisi hakkında bilgi aldık. Akyıldız’ın toplantıda yaptığı kapsamlı bilgilendirmenin ardından konuya ilişkin yazılı açıklamada aşağıdaki bilgilere yer verildi.
Emisyon Kontrol ve Verimlilik Sistemi
Egzoz sistemleri ve endüstriyel bacalarda emisyonların azaltılmasına yönelik geliştirilen Emisyon Kontrol ve Verimlilik Sistemi (ECC); içten yanmalı motorların yanı sıra demir-çelik, çimento, enerji üretimi, petrol rafinerileri ve ağır sanayi tesisleri, enerji santralleri, deniz taşımacılığı, savunma sanayisi ve otomotiv gibi farklı sektörlerde kullanım alanı olduğunu vurguluyor.
Sistemin ticarileşme süreci ve yapılan iş birlikleri
Şaban Akyıldız “ECC olarak Ar-Ge ve teknoloji geliştirme süreçlerimizi büyük ölçüde ve başarıyla tamamladık. Önümüzdeki dönemde en büyük odağımız, bu buluşumuzu küresel pazarların kullanımına sunmak olacak.
Bir Türk mühendis ve iş insanı olarak, Türkiye’nin bu teknolojinin merkezinde yer almasını özellikle önemsiyorum. Öncelikle Türkiye’den dünyaya yayılması en büyük arzumuz. Türkiye’de faaliyet gösteren iki güçlü üretici firma ile iş birliği anlaşmasında imza aşamasına gelindi. İlk aşamada bu partnerlerimizle ortak üretim yapmayı planlıyoruz. İlerleyen süreçte ise Türkiye’deki yatırımlarımızı ve istihdamı büyütmeyi ve ülkemize yüksek katma değerli bir teknoloji ihracatı kapısı açmayı hedefliyoruz” diyor.
Bu kapsamda, filtre üretimi konusunda sektörün öncü markalarından Danimarka merkezli LIQTECH firmasıyla resmi bir anlaşmaya vardık. Bu doğrultuda dünyanın farklı coğrafyalarından potansiyel iş ortaklarıyla aktif görüşmelerimizi sürdürüyoruz. Avrupa ve Türkiye’deki stratejik ortaklarımızı belirleme sürecinde önemli adımlar attık” diyor.
