hidrojen slayt 1

Hidrojen 1500'lü yıllarda keşfedilmiş, 1700'lü yıllarda yanabilme özelliğinin farkına varılmış, evrenin en basit ve en çok bulunan elementi olup, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır. Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji kaynağıdır. Hidrojen doğada serbest halde bulunmaz, bileşikler halinde bulunur. En çok bilinen bileşiği ise sudur. Isı ve patlama enerjisi gerektiren her alanda kullanımı temiz ve kolay olan hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı enerji sistemlerinde, atmosfere atılan ürün sadece su ve/veya su buharı olmaktadır. Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama 1.33 kat daha verimli bir yakıttır. Hidrojenden enerji elde edilmesi esnasında su buharı dışında çevreyi kirletici ve sera etkisini artırıcı hiçbir gaz ve zararlı kimyasal madde üretimi söz konusu değildir. Hidrojen gazı farklı yöntemlerle elde edildiği gibi su, güneş enerjisi veya onun türevleri olarak kabul edilen rüzgar, dalga, ve biokütle ile de üretilebilmektedir.

Hidrojen Enerjisi Dünyanın giderek artan enerji gereksinimini çevreyi kirletmeden ve sürdürülebilir olarak sağlayabilecek en ileri teknolojinin hidrojen enerji sistemi olduğu bugün bütün bilim adamlarınca kabul edilmektedir. Hidrojen enerjisinin insan ve çevre sağlığını tehdit edecek bir etkisi yoktur. Kömür, doğalgaz gibi fosil kaynakların yanı sıra sudan ve biokütleden de elde edilen hidrojen, enerji kaynağından çok bir enerji taşıyıcısı olarak düşünülmektedir.

Elektriğe 20. yüzyılın enerji taşıyıcısı, hidrojene 21. yüzyılın enerji taşıyıcısı diyen çevreler vardır. Hidrojen yerel olarak üretimi mümkün, kolayca ve güvenli olarak her yere taşınabilen, taşınması sırasında az enerji kaybı olan, ulaşım araçlarından ısınmaya, sanayiden mutfaklarımıza kadar her alanda yararlanacağımız bir enerji sistemidir. Hidrojen içten yanmalı motorlarda doğrudan kullanımının yanı sıra katalitik yüzeylerde alevsiz yanmaya da uygun bir yakıttır. Ancak dünyadaki gelişim hidrojeninin yakıt olarak kullanıldığı yakıt pili teknolojisi doğrultusundadır. 1950'lerin sonlarında, NASA tarafından uzay çalışmalarında kullanılmaya başlayan yakıt pilleri, son yıllarda özellikle ulaştırma sektörü başta olmak üzere sanayi ve hizmet sektörlerinde başarı ile kullanıma sunulmuştur. Yakıt pilleri, taşınabilir bilgisayarlar, cep telefonları gibi mobil uygulamalar için kullanılabildiği gibi elektrik santralleri için de uygun güç sağlayıcılardır. Yüksek verimlilikleri ve düşük emisyonları nedeniyle, ulaşım sektöründe de geniş kullanım alanı bulmuşlardır.

Yakıt pilleri, boyutlarının küçük olması, yüksek verimle çalışmaları ve atık ısılarının kullanılabilir olmasının yanı sıra aşağıdaki özellikleri nedeniyle de diğer güç sistemlerine göre daha üstündürler.

Modüler olmaları Kullanıcıya yakın inşaa edilebilmeleri Yakıt olarak saf hidrojenin yanısıra doğal gaz, metanol veya kömür gazlarının kullanılabilmesi Sessiz çalışmaları İnşa edilecek alanda çok az çevre kısıtlamaları gerektirmeleri ve kısa sürede inşaa edilebilmeleri.

Katı atık problemlerinin olmaması.

Hidrojen AR-GE Programları Hidrojen sisteminin gelişimi ile ilgili olarak gelişmiş ülkelerde kamu kuruluşlarının ve otomotiv şirketlerinin yoğun faaliyetleri vardır. Bu çalışmalar gittikçe daha çok kaynak ayrılarak artmaktadır.

ABD, AB ülkeleri ve Japonya'da üretim yapan otomobil ve otobüs firmalarının hemen hemen tümü yakıt pilli prototip modellerini geliştirmektedirler. Ayrıca hidrojen yakıtlı içten yanmalı motorlu modeller de geliştirilmektedir. Bu prototipler araştırma amaçlı olup, oluşabilecek problemleri görmek ve gidermek içindir.

Ayrıca Airbus ve NASA da hidrojen ile çalışacak gaz türbinli ve yakıt pilli yolcu uçağı geliştirmek için yoğun çalışmalar yapmaktadırlar.

Almanya, Rusya ve ABD yeni denizaltılar için hidrojen yakıt pilli uygulamalarına geçmişlerdir.

Ford, Opel, Honda, Mazda, Nissan, Toyota ve Daimler-Crysler yakıt pilli ilk modellerini çıkarmışlardır.

Yakıt pilli arabalardaki önemli bir sorun hidrojen deposudur.

Hidrojen deposu hem büyük hem ağır olmaktadır. Ayrıca yüksek basınçlı olduğundan kaza sırasında tehlike arz etmektedir. (Honda 2003 ve Ford 2004 hidrojen depolu, DaimlerCrysler 2004 sıvı hidrojen depolu, Ford 2004 ve Toyota 2003 basınçlı hidrojen depolu olarak yapılmaktadır.)

Bir alternatif, depo yerine hidrojeni bir sünger gibi emen metal hidritler kullanılmasıdır (Toyota 2004). Hidrojen, yakıt pilinden çıkan artık ısı kullanılarak metal hidritin ısıtılması ile metal hidritten ayrılır. Ancak bunlar da ağırdır ve kapasiteleri az olmaktadır.

Bir diğer seçenek hidrojenin arabanın üzerinde elde edilmesidir.

Bunun için benzin ve metanol gibi yakıtlardan buharla reaksiyon yöntemi ile hidrojen elde eden sistemler geliştirilmiştir (Honda 2003, Nissan 2003, Mazda 2005, Toyota 2004, Opel 2004). Ancak bu sistemler çok yer kaplamaktadır.

Hidrojenin arabanın üzerinde elde edilmesi için geliştirilen en uygun yöntemlerden biri ise sodyum borohidritin yakıt olarak kullanıldığı yöntemdir ve Daimler-Crysler'ın bir modelinde geliştirilmektedir.

Bor türevini yakıt olarak kullanan bu model özellikle ülkemiz açısından önemlidir. Çünkü dünyadaki en zengin bor kaynakları ülkemizdedir.

Hidrojen sisteminin dengeli bir şekilde gelişimi için batılı ülkeler ne gibi çalışmalar yaymaktadırlar.

1. Çok büyük AR-GE kaynakları ayırmaktadırlar.

2. ABD uzun zamandan beri yakıt pili gelişimini ve uygulamalarını teşvik etmektedir.

3. 2000 yılında Enerji Bakanlığı, ulusal laboratuarlar ve endüstri arasında yerleşik yakıt pili uygulamaları için oluşturulan bir ortak araştırma programı olan SECA programı kurulmuştur.

3.2002 yılında Enerji Bakanlığı tarafından, ABD'deki otomotiv firmalarının da işbirliği ile, ulaşım sektöründeki hidrojen kullanımına yönelik 'Freedom Car' programı başlatılmıştır.

Bu programda AR-GE faaliyetleri, ulusal laboratuarlar, otomotiv firmaları, üniversiteler ve diğer araştırma kuruluşlarında yapılmaktadır.

1.7 milyar $'lık 'Freedom Car' programının çoğu hidrojenle ilgili konuları (hidrojen depolama, yakıt pili ve yakıt pilli araba tahrik sistemleri) kapsamakta, ancak bunların yanında elektrikli ve hibrid arabalarla ve arabalar için hafif yapı malzemeleri geliştirilmesi gibi konuları da içermektedir.

4.Japonya da çeşitli tiplerde yakıt pilleri geliştirilmesi konularında yıllardır milyarlarca dolar ödenek ayrılmaktadır.

Türkiye'nin Yapması Gerekenler 1.Ülkemiz hidrojen enerjisinden hangi zamanlarda ne şekilde faydalanacağını planlamalıdır.

2.Hidrojen enerjisi konusundaki gelişmeleri yakından takip etmelidir.

3.Yakıt pilleri ile ilgili olarak ve özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarını değerlendirmek üzere bu konulardaki teknolojik yenilikleri uygulamak ve geliştirmek için AR-GE çalışmaları yapmalıdır.

4.Ülkemizdeki enerji ile ilgili AR-GE kurumlarının ve otomobil üretici firmalarının bu projelere aktif olarak katılmaları sağlanmalıdır.

5.Oluşan bilgi birikimin AR-GE çalışmalarının sürekliliğini sağlamak üzere kişilerde değil kurumlarda kalması sağlanmalıdır.

Ülkemiz hidrojen elde etmek için gereken elektrik üretimi için özellikle hangi kaynakları tercih edilmelidir?

Hidrojen için gereken elektrik üretiminde birincil enerji kaynakları olarak özellikle ülkemizde bulunan ve yenilenebilir kaynaklara rağbet edilmelidir.

Bunların başında, çok düşük maliyetle elektrik elde edilebildiği için hidroelektik enerjisi gelmektedir.

Rüzgar enerjisi de önemli bir potansiyele sahiptir. Ancak rüzgardan elektrik üretimi düzensiz olduğu için belli bir miktardan sonra şebeke kullanımına uygun değildir.

Hidrojen, saklanabilir bir enerji taşıyıcısı olduğu için rüzgarın bu potansiyelinin uygun olarak değerlendirilmesine fırsat vermektedir.

Düzensiz elektik enerjisi kaynaklarından olan güneş enerjisinden hidrojen elde edilmesi ise en önemli potansiyellerden birisini oluşturmaktadır.

Sonuç olarak hidrojen diğer yakıtlara göre pahalı olmasına rağmen uzun dönemde teknolojik ilerlemelerle enerji kullanımında önemli rol oynayacaktır.