SÜRDÜRÜLEBİLİR GELECEK AÇISINDAN TÜRKİYE VE DÜNYADAKİ BOR REZERVLERİNİN KULLANIM ALANLARI VE BORUN ENERJİ SEKTÖRÜNDEKİ YERİ

Transkript

1 SÜRDÜRÜLEBİLİR GELECEK AÇISINDAN TÜRKİYE VE DÜNYADAKİ BOR REZERVLERİNİN KULLANIM ALANLARI VE BORUN ENERJİ SEKTÖRÜNDEKİ YERİ Nihat Pamuk 1 Özet Enerji ihtiyacı, insanlığın gelişimine paralel olarak gün geçtikçe artmaktadır. Fakat günümüzde yaygın olarak kullanılan fosil yakıtlar, yakın gelecekte tükenecek ve bu yakıtların kullanımı sonucu ortaya çıkan zehirli gazlar, çevre ve insan sağlığında ciddi sorunlara yol açacaktır. Bu olumsuz durum, insanoğlunun alternatif enerji kaynakları aramasına neden olmuştur. Bor, üstün özellikleriyle bu arayışa cevap verebilen ve hidrojen depolama kapasitesi yüksek olan bir madendir. Hafif olması, zararlı etkisinin olmaması, düşük gaz yayması, nötron tutma kapasitesinin yüksek olması, selülozik yalıtım sağlaması, yanmaya karşı dayanımının yüksek olması, ısı iletim katsayısının yüksek olması, haşerelere karşı koruyucu olarak kullanılabilmesi, üretimde harcanan birim enerji miktarının emsallerine göre düşük olması gibi üstün özellikleri vardır. Bununla birlikte borun elde edilmesindeki teknik ve mali zorluklar ticari olarak yaygın kullanılmasında önemli bir engel teşkil etmektedir. Ayrıca depolanması ve taşınması da teknik zorluklara neden olmakta ve ek maliyetler getirmektedir. Tüm bu dezavantajlara rağmen bor, hidrojen depolama kapasitesiyle ön plana çıkmaktadır. Günümüzde yapılan bilimsel araştırmalar ise, bor hidrür bileşikleri vasıtasıyla enerji kaynağı olan hidrojenin güvenli ve kolay bir şekilde depolanması, taşınması ve kullanım maliyetlerinin düşürülmesine yöneliktir. Yapılan bu çalışmada, kısaca bor rezervlerinin üretimi, depolanması ve ekonomisinden bahsedilerek; Türkiye ve dünyadaki bor rezervlerinin enerji sektöründeki kullanımı ve gelişimi üzerinde durulmuştur. Anahtar Kelimeler: Enerji sektörü, bor mineralleri, bor kullanım alanları, hidrojen enerjisi USAGE AREAS OF BORON RESERVES IN THE TURKEY AND WORLD IN TERMS OF SUSTAINABLE FUTURE AND ROLE OF BORON IN THE ENERGY SECTOR Abstract Energy demand is increasing with the development of human species. But nowadays, Fossil fuels which are widely used the main sources of energy will be consumed away in a near future and toxic emissions produced by combustion of fossil fuels will be created serious problems in the environment and human life. This adverse effect of fossil fuels made * Bu çalışma Mesleki Eğitimde I. Uluslararası Yapı ve Elektrik Uygulamaları Çalıştayında (IWCEA2015) sözlü bildiri olarak kabul edilmiş ve sunulmuştur. 1 Elektrik Mühendisi, TEİAŞ 5. İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürlüğü, Test Grup Başmühendisliği, nihatpamuk@gmail.com

2 scientists to focus on alternative energy sources. Boron is a mine that can respond to this quest with outstanding properties and has a high hydrogen storage capacity. It has superior properties such as lightweight, lack of detrimental effect, low gas release, high neutron absorption capacity, providing cellulosic insulation, high resistance to combustion, high heat transfer coefficient, protection against insects, low amount of energy spent on the production unit. However, the technical and financial challenges in obtaining boron represent an important obstacle to use commercially widespread. In addition, the storage and transportation are caused technical difficulties and brought additional costs. Despite these disadvantages, boron has come to the forefront hydrogen storage capacity. Nowadays, scientific researchers are carried out to storage safely and easily hydrogen is an energy source that by means of boron hydride compounds, to transport and reduce the operating costs. In this study, boron reserves production, storage techniques and economy are summarized and this study is focused on the usage and development of boron reserves in the energy sector in Turkey and world. Keywords: Energy sector, boron minerals, boron usage areas, hydrogen energy. Giriş Günümüzde kullanılan enerji kaynakları hızla tükenmektedir ve mevcut enerji kaynaklarının kullanımı sonucu ortaya çıkan hava kirliliği sorunu da giderek artmaktadır. Ayrıca küresel sıcaklığın artması en önemli çevre sorunlarından biridir (Türe, 2003). Yapılan tüm bilimsel araştırmalar doğal çevreye zarar vermeyecek, tüm uygulama alanlarında enerji ihtiyacına cevap verecek, önceki enerji kaynaklarının ve çeşitli kirletici etkilerin doğaya verdiği kalıcı zararları yok etmeye yardımcı olabilecek ideal bir enerji kaynağının, en kısa zamanda kullanılması gerektiği sonucunda birleşmektedir. İdeal enerji kaynağı kolayca ve güvenli olarak her yere taşınabilmeli, taşınırken enerji kaybı minimum olmalı, her yerde kullanılabilmeli, depolanabilmeli, tükenmez olmalı, kendini yenileyebilmeli ve temiz olmalıdır. Birim kütle başına yüksek kalori değerine sahip olmalı, değişik şekillerde kullanılabilmeli, güvenli olmalı, ısı, elektrik veya mekanik enerjiye kolaylıkla dönüştürülebilmeli, çevreye hiç zarar vermemeli, dünyanın her yerinden elde edilebilmeli, çok hafif olmalı, çok yüksek verimle enerji üretebilmeli, karbon içermemeli ve ekonomik olmalıdır (Carpetis, 1985). Bu kıstaslar göz önüne alındığında çevre kalitesinin ön plana geçtiği yeni dönemin çevre dostu yakıtı olarak hidrojen seçilmiştir. Bu durumun doğal sonucu olarak önümüzdeki yıllarda alternatif enerji kaynaklarından hidrojenin kullanımı, artarak yaygınlaşacaktır (Türe, 2003). Yapılan bu çalışmada borun enerji sektöründeki kullanımının avantajları ve dezavantajları incelenerek; Türkiye ve Dünya daki kullanılma düzeyleri ve borun enerji sektöründeki yeri araştırılmıştır. Borun Yapısı, Ürün Bileşimi ve Ülkelere Göre Dağılımı Kökeni Baurach (Arapça) ve Burah (Farsça) kelimelerinden oluşan ağırlıklı olarak metalimsi davranış gösteren Bor (B), ilk defa 1808 yılında Gay-Lussac ve Jacques Thenard ile Sir Humphry Davy tarafından bor oksit in potasyum ile ısıtılmasıyla elde edilmiştir (Yenialaca, 2009). Periyodik cetveldeki atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 gram, ergime noktası o C ve buharlaşma sıcaklığı 3927 C dir. Kristal sistemi Monoklindir. Deniz suyunda ppm, tatlı sularda ise ppm aralığındadır (Poslu ve Arslan, 1995). Sertliği HV (mikrosertlik), yoğunluğu 2,3 g/cm 3 ve bor oksit (B 2 O 3 ) içeriği % 36,6 dır (Çiçek vd., 2004). Periyodik sistemin üçüncü grubunun başında yer almaktadır. 179

3 Bor elementi doğada saf halde bulunmamakta, ancak diğer elementlerle yaptığı bileşikler halinde rastlanmaktadır. Bor mineralleri ise buharlaşmanın şiddetli olduğu alanlardaki sulardan kimyasal çökelme yoluyla oluşan Evaporitler sınıfına girerler (Carpetis, 1985). Kimyasal olarak ametal bir element olan kristal bor, normal sıcaklıklarda su, hava ve hidroklorik asitler ile soy davranış göstermekte olup, sadece yüksek yoğunluklu nitrik asit ile sıcak ortamda borik asit e dönüşebilmektedir. Öte yandan yüksek sıcaklıklarda saf oksijen ile reaksiyona girerek bor oksit (B 2 O 3 ), aynı koşullarda nitrojen ile bor nitrit (BN), ayrıca bazı metaller ile magnezyum borit (Mg 3 B 2 ) ve titanyum diborit (TiB 2 ) gibi endüstride kullanılan bileşikler oluşabilmektedir. Bor elementinin amorf bir toz halindeki rengi koyu kahverengi ve çok gevrek, sert yapılı kristal halinin rengi ise sarımsı kahverengi'dir. Kristal haldeki borun elde edilmesi için yüksek basınç ve sıcaklık gereklidir. Kristal bor, amorf bordan sertlik ve kırılganlık gibi fiziksel özellikleri bakımından daha çok tercih edilmektedir. Şekil 1 de bor elementinin kristal yapısı gösterilmiştir (Arslan, 1997). Şekil 1: Bor Elementinin Kristal Yapısı Yer kabuğunda 51. yaygın element olarak boratlar ve bor silikatlar halinde yer alan bor elementi, yaklaşık 3 ppm' lik yoğunluk değerine sahiptir. Elementlerden karbon ve silisyum elementlerine benzerliği en fazla ve oksijene karşı kimyasal reaksiyona girme isteği çok yüksek olan bir elementtir. Bor tabiatta serbest olarak bulunmaz. Yer kabuğunda toprak, kayalar ve suda yaygın olarak bulunan kristal ya da amorf yapıdaki bor miktarı ortalama 10 ppm mertebesindedir. Doğada, kütle numaraları 10 (% 19,8) ve 11 (% 80,2) olan iki kararlı izotopun karışımı şeklinde bulunmaktadır (Saygılı ve Özdemir, 2009). Bor elementi, doğada değişik oranlarda bor oksit (B 2 O 3 ) ile 150'den fazla mineralin yapısı içinde yer almasına rağmen; ekonomik anlamda bor mineralleri kalsiyum, sodyum ve magnezyum elementleri ile hidrat bileşikleri halinde bulunurlar ve bu elementlerine göre sınıflandırılırlar. Bor minerallerinden ticari değere sahip olanları; Tinkal, Kolemanit, Üleksit, Probertit, Borasit, Pandermit, Szaybelit, Hidroborasit ve Kernit tir (Çiçek vd., 2004). Tablo 1 de önemli bor mineralleri, kimyasal formülleri, yüzde olarak bor oksit oranları ve bulunduğu ülkeler gösterilmiştir (Petrol-iş, 2012). 180

4 Tablo 1: Önemli Bor Mineralleri ve Bulunduğu Ülkeler Mineral Formülü % B 2 O 3 Bulunduğu Ülkeler Tinkal Na 2 B 4 O 7-10H 2 O 36,5 Türkiye - ABD - Arjantin Kernit Na 2 B 4 O 7-4H 2 O 51,0 Türkiye - ABD - Arjantin Kolemanit Ca 2 B 6 O 11-5H 2 O 50,8 Türkiye - ABD - Meksika Üleksit NaCaB 5 O 9-8H 2 O 43,0 Türkiye - Arjantin Probertit NaCaB 5 O 9-5H 2 O 49,6 Türkiye - ABD Szaybelit MgBO 2 - (OH) 41,4 Kazakistan - Çin Pandermit Ca 4 B 10 O 19-7H 2 O 49,8 Türkiye Borasit Mg 3 B 7 O 13 Cl 62,2 Almanya Hidroborasit CaMgBO 11-6H 2 O 50,5 Türkiye Datolit Ca 2 B 4 Si 2 O 12-2H 2 O 26,7 Kazakistan - Rusya Sasolit H 3 BO 3 56,3 İtalya Göl suları Erimiş tuzlar - ABD - Şili - Bolivya Ülkemizin bilinen borat yataklarının tümü Batı Anadolu dadır. Doğu - Batı doğrultusunda yaklaşık 300 km ve Kuzey - Güney doğrultusunda ise yaklaşık 150 km lik bir alan içinde, Bigadiç, Sultançayır, Kestelek, Emet ve Kırka yörelerinde yer alır. Ülkemizden sonra dünyanın bilinen en önemli bor yatakları ABD nin Kaliforniya eyaletindeki Majova çölündedir. Ülkemizde bulunan bor yataklarından, sodyum kökenli olanları Tinkal, kalsiyum kökenli olanları Kolemanit, sodyum - kalsiyum kökenli olanları ise Üleksit olarak adlandırılır (Kalafatoğlu ve Örs, 2000). Ekonomik boyutlardaki bor yatakları, borun oksijen ile bağlanmış bileşikleri halinde daha çok Türkiye, ABD, Arjantin, Rusya, Kazakistan, Çin, Bolivya, Peru ve Şili nin kurak, volkanik ve termal aktivitesi olan bazı bölgelerinde bulunmaktadır (Petrol-iş, 2012). Dünya bor rezervlerinin dağılımı dikkate alındığında, Türkiye'nin ekonomik olarak işletilebilecek bor madeni rezervleri % 66,4 oranındadır (Demirtaş, 2010). Yani Türkiye, dünyada bilinen bor mineralleri bakımından en zengin rezervlere sahip ülke konumundadır. Ülkemizi % 7,68 lik oranı ile Rusya, % 6,15 lik oranı ile ABD, % 3,61 lik oranı ile Çin ve % 3,15 lik oranı ile Şili izlemektedir. Tablo 2 de dünya bor rezervlerinin ülkelere göre dağılımı gösterilmiştir (Poslu ve Arslan, 1995). Tablo 2: Dünya Bor Rezervlerinin Ülkelere Göre Dağılımı Ülkeler Toplam Rezerv (Bin ton B 2 O 3 ) Dağılım (Pay, %) Türkiye 864,500 66,4 ABD 80,000 6,15 Rusya 100,000 7,68 Çin 47,000 3,61 Arjantin 9,000 0,69 Bolivya 19,000 1,46 Şili 41,000 3,15 Peru 22,000 1,69 Kazakistan 102,000 7,84 Sırbistan 16,200 1,24 İran 1,000 0,09 Toplam 1301,

5 Kimyasal Bor Bileşikleri Dünyada ticari olarak üretilen ve değişik kullanım alanları olan bor sektöründe nihai ürün olarak sınıflandırılan 180 civarında özel bor bileşikleri mevcuttur. Bu özel bor bileşiklerinin her biri farklı sektörlerde belirli amaçlar için kullanılmaktadır. Bu ürünlerden en yaygın kullanım alanlarına sahip olanları; Susuz Borik Asit (Bor Oksit), Sodyum Bor Hidrür, Potasyum Bor Hidrür, Boranlar, Metal Borürler, Disodyum Oktaborat Tetrahidrat, Bor Triklorür, Çinko Borat, Metalik Bor, Ferrobor, Bor Karbür, Bor Nitrür ve Bor Fiberleri olarak sıralanır. Boranlar Boranlar, enerji hammaddesi olarak kullanılan ve gelişmiş teknolojilere dayanan bor bileşiklerindendir. Boranlar, B n H n+4 yapısındaki bor hidrürlerin genel adıdır. En önemlileri; B 2 H 6 diboran, B 5 H 9 pentaboran ve B 10 H 14 dekaboran dır. Termal stabilitesi yüksek olan boranlar, diboranların o C sıcaklıkları arasında hidrojen vermesi ile üretilirler. Diboran ise aminboranlar, karboranlar ve çok sayıda organobor bileşiklerinin çıkış noktasıdır. Susuz Borik Asit (Bor Oksit) Bor bileşikleri içinde bor yüzdesi en fazla olan bileşik Bor oksit tir. Bor oksit in iki aşamada dehidrasyonu yöntemiyle, önce borik asit suyunu kaybederek metaborik asit e dönüşmesi, daha sonra meta borik asit dehidrasyona uğrayarak bor oksidi oluşturmasıyla elde edilmektedir. Çinko Borat Alev geciktirici malzeme olarak kullanılan çinko boratlar alüminyum trihidrat ile birlikte kullanılır. Alüminyum trihidrat, magnezyum hidroksit, kalay oksit ve melaminler performans geliştirici olarak kullanılır. Çinko borat bileşiği 2ZnO.3B 2 O 3.3,5H 2 O şeklinde kimyasal olarak ifade edilir (Anderson vd., 1994). Sodyum Bor Hidrür Sodyum bor hidrür, trimetoksi boran ın sodyum hidrür ile reaksiyonu sonucunda üretilmektedir. Sodyum bor hidrür, ağırlıklı olarak geri kazanılan kâğıtların mürekkeplerinden arındırılmasına yönelik yüksek kaliteli kâğıtların beyazlaştırılması, parlaklaştırılması amacıyla kullanılmaktadır. Öte yandan, endüstrideki atık sulardan doğal su kaynaklarının arındırılması ve ağır metallerin bu sulardan uzaklaştırılmasında, ilaç sanayisinde, cilt bakımı ve ev ürünlerinde istenmeyen kokuların giderilmesinde kullanılmaktadır. Sodyum bor hidrürün iyi bir hidrojen kaynağı olması nedeniyle füze katı yakıtlarında, yüksek enerjili jet motorlarda ve roketlerde saf hidrojen kaynağı olarak kullanılmaktadır. Potasyum Bor Hidrür Potasyum bor hidrür, birçok alanda sodyum bor hidrür ün yerine kullanılmaktadır. Özel olarak, tekstil boyalarının, antibiyotiklerin, steroid preparatlarının, vitaminlerin, üretiminde indirgeyici olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, trialkil boran, diboran alkil türevleri ve diğer bor bileşiklerinin üretiminde hammadde olarak kullanılır. Organik bileşiklerdeki hidroksit gruplarının korunmasında, alkoller, fenoller, dioller, şekerler ve diğer bileşiklerdeki hidroksit gruplarının hızlı bir şekilde tepkimeye girmesini sağlar. 182

6 Bor Triklorür Endüstriyel ölçekte klor gazının 1035 C'de döner fırında boraks ve ham petrol artığı karışımla reaksiyona girmesi ile elde edilmektedir. Bor Nitrür Bor nitrür yoğunluğu 2,27 g/cm3, ergime sıcaklığı 3000 C olan beyaz renkte bir bileşiktir. Başlıca kullanım yerleri; yüksek termal iletkenlik istenen alanlarda, düşük termal genleşmesi istenen alanlarda, yüksek elektrik direnci istenen alanlarda, yüksek mikrodalga geçirgenliği beklenen alanlarda sıklıkla kullanılır. Borun Kullanım Alanları Bor mineralleri endüstride ham, rafine ve bor kimyasalları biçiminde kullanılmaktadır. Cam, seramik, nükleer, uzay ve havacılık, elektrik-elektronik, bilgisayar, inşaat-çimento, metalürji, enerji, ulaşım, tekstil, ilaç ve kozmetik, kimya, deterjan, tarım, kâğıt, kauçuk başta olmak üzere birçok farklı sanayi kolunda 500'e yakın kullanım alanı olan bor ürünleri, hem ekonomik hem de stratejik açıdan son derece önemli bir yere sahiptir. Bor kullanımında istenmeyen safsızlıklarından ayrıştırılmış kaliteli cevherler hafifliği, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere dayanıklılığı sebebiyle daha çok tercih edilmektedir. Borun Hidrojen Enerjisinde Yakıt Olarak Kullanılması Bilimsel çalışmalar, bor ve bor bileşiklerini, hidrojen depolama ve üretiminde kullanılan ve hidrojen depolama kapasitesini arttıran bir konuma getirmiştir. Bu sebeple, borun, hidrojen ve yakıt pili teknolojileri için önemi giderek artmıştır. Yapısında bor olup hidrojen emen ve açığa çıkaran çeşitli maddeler olmasına rağmen, bu konuda söz sahibi olan bor bileşikleri bor hidrürlerdir. Bunların içinde de sodyum bor hidrür en önemlisidir (Bartels vd., 2010). Sodyum bor hidrür, su ile oda sıcaklığında yüksek basınç olmaksızın reaksiyona girmekte ve hidrojen üretmektedir. Hidrojenin bir enerji taşıyıcısı olarak avantajlarından en önemlisi zararlı olmayan ve korozyona neden olmayan bir element oluşudur. Bu yüzden gerekli önlemler alındığında hidrojenin kullanılması tehlikesiz ve basittir. Çevresel kirliliğe neden olmayan hidrojen geri dönüşümünde su üreterek doğal çevrime girebilmektedir (Levene vd., 2006). Hidrojen kömür ya da hidrokarbonlar gibi yerkürede tek başına yer almaz. Örneğin suda, kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil hidrokarbonlarda ve karbonhidratlar, protein, selüloz gibi biokütlelerde bileşikler halinde bulunur. Metan (doğalgaz), sıvılaştırılmış petrol gazları (LPG) ve benzin gibi sıvı yakıtlar ile kıyaslandığında bu yakıtlarla benzerlikler ve farklılıklar gösterir. Hidrojen tüm yakıtlar içerisinde birim kütlede en çok enerji içeriğine sahip olan yakıttır. Bilim ve teknoloji çevrelerince yapılan petrol ve türevleri, sıvı hale getirilmiş ya da sıkıştırılarak depolanmış hidrojenin; yakıt ağırlığı, güç - kontrol güvenlik çevre ve maliyet açısından bor hidrür ile yapılan bir karşılaştırmada; bor hidrür ün diğer enerji kaynaklarına inanılmaz bir üstünlük sağladığını göstermiştir. Kısaca bor hidrür diğer enerji kaynaklarına, hidrojen üretimine ve stoklanması işlemlerine göre alternatifsiz bir konumda bulunmaktadır. Merit firması tarafından yakıt olarak sodyum bor hidrür kullanan doğrudan bor hidrürlü yakıt pili (DPFC) geliştirilmiştir (Çetin vd., 2009). Doğrudan sodyum bor hidrürlü yakıt pillinde, hidrojen üretim ara kademesi olmadan elektrik üretilmektedir. Hidrojen üretim ve depolama birimleri olmaksızın doğrudan sodyum bor hidrür yakıt olarak kullanılmaktadır. 183

7 Doğrudan sodyum bor hidrürlü yakıt pili özellikle güç gereksinimi düşük olan taşınabilir sivil (telefon, radyo, küçük televizyon, el süpürgesi, vb) ve askeri teçhizatlarda (seyyar telsiz, telefon, elektronik harp cihazları, radyo alıcıları, vb) kullanılmaktadır. Ayrıca askeri amaçlı (personel ısıtma, insansız araçlar, sensor vb.) uygulamalarda büyük öneme sahiptir (Cicconardi, 2004). Yakıt pillerinde hidrojen gazı yerine sodyum bor hidrür kullanımının birçok avantajı vardır. Bu avantajlar; depolama problemlerinin olmaması ve mobil uygulamalar için tehlikeli yüksek basınç tankları veya enerji tüketen soğutucu teçhizatlara gereksinim duymamalarıdır. Sodyum bor hidrür yakıtı düşük sıcaklıkta yanabilen, yüksek hidrojen kapasitesine sahip güvenli bir yakıt türüdür. Borun Nükleer Uygulamalarda Kullanılması Bor mineralleri nükleer uygulama olarak atom reaktörlerinde, nötron soğurmasında ve nötron yalıtımında kullanılır. Borlu çelikler, titan - bor alaşımları, bor karbürler veya boral reaktörlerde nötron akımı şeklinde kullanılır. Atom reaktörlerinde bor elementi daha çok seyyar reaktörlerde, yani nötronların soğurulmasının gerekli olduğu yerlerde tercih edilir. Bu gibi kısımlarda paslanmaz borlu çelik, nötron soğurucu olarak tercih edilir. Ayrıca atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında kullanılır. Bor atom çekirdeği, nötronlara karşı oldukça duyarlı olup, onları çok fazla yutabilme niteliğine sahip olduğundan, özellikle nükleer santrallerde kontrol malzemesi olarak kullanılmaktadır (Kalafatoğlu ve Örs, 2000). Ayrıca 2300 C lik yüksek erime sıcaklığı ve kimyasal dayanıklılığı bor elementini reaktör tekniğinde avantajlı bir duruma getirmektedir. Borun Endüstriyel Sanayide Kullanılması Bor fiberleri (cam elyaflar) yüksek çekme ve çarpma direncine sahip, ateşe karşı dayanıklı, ağırlıkça hafif, kimyasal reaksiyonlara karşı dirençli ve ucuza mal edilebilen bir malzemedir. Hem dokuma amaçlı olarak, hem de cam elyaf (kompozit) oluşturmak için kullanılabilir. Otomotiv sanayisinde otomobillerin tampon, çamurluk gibi dış aksamlarında, koltuk, ön panel gibi iç aksamlarında ve motor bölümünde kullanılır. Elektronik sektöründe baskı devrelerinde ve diğer elektrik yalıtım uygulamalarında kullanılır. İnşaat sektöründe duvarlarda mahfaza panellerinde, sıhhi tesisatlarda, banyo malzemelerinde, duvar kaplamalarında kullanılır. Ayrıca alev geciktirici örtülerde, yüzme havuzlarında ve yayalar için köprülerde, kapı imalinde, boru yapımında ve yakıt tanklarında, kimyasal depolarda, tarımsal aletlerde ve endüstriyel makinelerde, koruyucu kask gibi spor aletleri ve deniz ulaşım araçlarında ve takviyeli polyester üretiminde kullanılır. Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapışkan, koruyucu ve temiz, çapaksız bir sıvı oluşturma özelliği nedeniyle demir dışı metal sanayisinde koruyucu bir cüruf oluşturucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır. Bor bileşikleri, elektrolit kaplama sanayisinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asit nikel kaplamada, boratlar ve borik asitler ise; kalay kurşun, bakır, nikel gibi demir dışı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Alaşımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır. Borun Sağlık Alanında Kullanılması Bor nötron yakalama tedavisi özellikle beyin kanserlerinin iyileştirilmesinde kullanılmaktadır. Beyin kanserlerinin tedavisinde hasta hücreler seçilerek yok edilmekte ve sağlıklı hücrelerdeki zararın asgari düzeyde olması sağlanmaktadır. Bor nötron yakalama tedavisinin fiziksel temeli basittir. Nükleer reaksiyon temelli iki bileşenli bir sistemdir. Kararlı bor izotopuna, düşük enerjili termal nötronlar ışınlandığında 4 tane helyum, 7 tane 184

8 lityum çekirdeği oluşur. Bu yüksek enerjiye sahip yüklü parçacıklar çok uzağa hareket edemezler ve tümör hücresine tüm enerjilerini bırakırlar. Böylece doğrudan kanser hücresinin DNA sına zarar vererek kanserli hücrelerin yeniden üremesine engel olurlar. Bor nötron yakalama tedavisinin önemli diğer bileşeni ise nötron kaynağıdır. Derinde olan tümör hücreleri için epitermal nötronlar kullanılmaktadır. Bu nötronlar yaklaşık 1 ev ile 10 kev arasında enerjiye sahiptirler. Epitermal nötronlar nükleer reaktörlerden veya yüklü parçacık hızlandırıcılarından sağlanır (Demirtaş, 2010). Borun Diğer Alanlarda Kullanılması Borun tarımda kullanımı ile ilgili bilgiler sekizinci yüzyıla kadar dayanmaktadır. Çok küçük miktarlardaki bor bitkilerin çiçeklenmesinin kontrolünde, polen üretiminde, yeşermesinde, tohum ve meyve gelişiminde önemli rol oynamakta, bitkilerde yaşlı yapraklardan yeni yetişenlere ve köklere şeker taşımasını sağlamaktadır. Bor doğal olarak toprakta bulunmasına rağmen bazı bölgelerdeki yoğun yağışlar, coğrafi koşullar ve tarım yöntemlerindeki farklı uygulamalar nedeniyle bor oranları azalmaktadır. Böyle alanlarda kullanılan gübrelerde bor kullanılması bitkilerin yetişmesinde önemli rol oynamaktadır. Bu tip alanlarda kullanılacak bor miktarı hektar başına 0,2 ila 4 kg arasında değişmektedir. Borun insan sağlığı için gerekli olduğu konusunda henüz kesin kanıtlar olmasa da, bilim çevrelerinde ve Dünya Sağlık Örgütü nde insan sağlığının devamı için borun gerekli olduğu konusunda genel bir inanış bulunmaktadır. Borun çocuklardaki hafızanın kuvvetlendirilmesinde, algılama eksikliğinin ortadan kaldırılmasında, el ve göz koordinasyonunun sağlanmasında önemli rol oynadığı ifade edilmektedir. Yetişkinlerdeki eklem iltihaplarının tedavisinde etkili olduğu konusunda araştırma sonuçlarına ulaşılmıştır. İnsan için gerekli olduğu düşünülen bor, insan hayatında her gün yediğimiz gıdalardan bir şekilde alınmaktadır. İnsanların günlük olarak aşağıda belirtilen miktarlarda bor tüketmeleri tıp çevreleri tarafından tavsiye edilmektedir (Babaoğlu vd., 2004). Çocuklar için; Erkekler için; Kadınlar için; Hamile bayanlar için; 1,5 mg 2,0 mg 2,0 mg 2,5 mg Uçak ve havacılık endüstrisinde bor kullanımı giderek artan bir seyir izlemektedir. Aerodinamikteki gelişmeler, yüksek hız kanat uygulamaları, yüksek ısıya dayanımlı gövde, düşük ağırlık, yüksek kapasite ve benzeri uygulamalar üzerinde yürütülen tasarım ve geliştirme çalışmaları havacılık ve uzay sanayisinde kompozit malzeme kullanımını oldukça yaygınlaştırmıştır. Havacılık sanayisinde üretilen araçlarda kullanılan malzemenin büyük bölümü borlu kompozit malzemelerdir lı yıllarda Enerji Bakanlığı, fosil yakıtların yakın bir gelecekte tükenecek olması sebebiyle gelecekte ulusal enerji ihtiyacının temin edilmesi ve bunun garanti altında tutulması amacıyla alternatif enerji kaynakları ve teknolojileri programını başlatmıştır. Daha sonraki yıllarda alternatif enerji kaynakları ve teknolojileri programına ve projelerine düşük ya da sıfır emisyonlu yaklaşımlar hâkim olmaya başlamıştır. Üzerinde durulan en önemli enerji kaynağı ise hidrojen enerjisi olmuştur. Bor hidrür bileşikleri vasıtasıyla hidrojen enerjisinin depolama kapasitesi arttırılmıştır. 185

9 Sonuçlar Artan enerji ihtiyacına cevap verecek, önceki enerji kaynaklarının ve çeşitli kirletici etkilerin doğaya verdiği kalıcı zararları yok etmeye yardımcı olabilecek ideal bir enerji kaynağı olarak kabul edilen hidrojen enerjisi önümüzdeki yüzyılın en önemli enerji kaynağı adaylarından biridir. Dünyanın enerji sorununu çözmek için kullanılacak bor rezervleri ile milyarlarca yıl yetecek hidrojen enerjisi devamlı olarak üretilebilecektir. Hidrojen, doğal bir yakıt olmakla birlikte birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak değişik ham maddelerden üretilebilen sentetik olmayan bir enerji kaynağıdır. Üretiminden depolanmasına kadar çok düşük maliyetler gerektiren bir enerji türüdür. Bu avantajlarının yanında düşük emisyon değerleri ile temiz enerji olarak adlandırılır. Gelecekte enerji talebinin artacak, fosil yakıt arzının azalacak olması sebebiyle yeni enerji türü olan hidrojenin sodyum bor hidrür den kazanılması, geliştirilmesi ve ekonomik olarak avantajlı hale getirilmesi gerekmektedir. Özellikle son yıllarda, yakıt pilleri üzerinde yapılan çalışmalar bor minerallerini iyi bir enerji taşıyıcısı olması nedeniyle ön plana çıkarmıştır. Üzerinde çalışılması gereken konu yenilenebilir bor üretimini ekonomik ve ticari anlamda geliştirebilmektir. Kaynakça Anderson, D.L., Cunnigham, W.C., Lindstrom, T.R. (1994). Concentrations and intake of H, B, S, K, Na, Cl and NaCl in foods. Journal of Food Composition and Analysis, 7: Arslan, İ.H. (1997). Türkiye de ve dünyada bor. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi Ankara, Türkiye, Babaoğlu, M., Gezgin, S., Topal, A., Sade, B., Dural, H. (2004). Gypsophila sphaerocephala fenzl ex tchihat: A boron hyperaccumulator plant species that may phytoremediate soils with toxic B levels. Turkish Journal of Botany, 28: Bartels, J., Pate, M., Olson, N. (2010). An economic survey of hydrogen production from conventional and alternative energy sources. International Journal of Hydrogen Energy., 35 (1): Carpetis, C. (1985). Break-even and optimisation conditions for overall energy systems where in hydrogen facilities are used. Hydrogen Energy Progress., 5 (1): Cicconardi, S.P., Jannelli, E., Spazzafumo, M. (2004). Hydrogen energy storage: hydrogen and oxygen storage subsystems. International Journal of Hydrogen Energy, 22: Çetin, E., Yılancı, A., Öner, Y., Çolak, M., Kaşıkçı, I., Öztürk, H.K. (2009). Electrical analysis of a hybrid photovoltaic - hydrogen / fuel cell energy system in denizli, Turkey. Energy and Buildings, 41 (1): Çiçek, T., Cöcen, İ., Malayoğlu, U., Gerçek, C. (2004). Desulphoqypsum from heavy fuel oil (HFO) fired power plant and its use in the cement industry as set retarder. X. International Mineral Processing Symposium - Challenges and Opportunities in Mineral Processing. Çeşme - İzmir, Türkiye, Demirtaş, A. (2010). Bor un insan beslenmesi ve sağlığı açısından önemi. Journal of Agricultural Faculty of Atatürk University, 41 (1): Kalafatoğlu, İ.E., Örs, S.N. (2000). 21. Yüzyılda bor teknolojileri ve uygulamaları. Tübitak Marmara Araştırma Merkezi Yayınları, Kritek 2000, Gebze, Türkiye, Levene, D., Kroposki, B., Sverdrup, G. (2006). Wind energy and production of hydrogen and electricity opportunities for renewable hydrogen. National Renewable Energy Laboratory / Department of Energy, (NREL), CP

10 Poslu, K., Arslan, İ.H. (1995). Dünya bor mineralleri ve bileşikleri üretiminde Türkiye nin yeri. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu. İzmir, Türkiye, Saygılı, G.N., Özdemir, E. (2009). Püskürtmeli kurutucuda disodyum oktaborat tetrahidrat üretimi ve modelleme çalışmaları. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi İstanbul, Türkiye, Türe, E. (2003). Küresel ısınma ve temiz teknolojiler. 3. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu. İstanbul, Türkiye, Türkiye Petrol Kimya Lastik İşçileri Sendikası (Petrol-İş). (2012). Türkiye de bor mineralleri ve eti maden in konumu. Petrol-İş Yayınları, No:116, İstanbul, Türkiye, Yenialaca, Ç. (2009). Bor ve kullanım alanları. Gazi Üniversitesi, Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları, Fizik Eğitimi Bitirme Tezi. Ankara, Türkiye,