|
1970’lü yıllardaki petrol krizi, dünyanın ham petrole olan
anormal bağımlılığını azaltmak için araştırmacıları daha verimli sistemleri ve
farklı güç kaynaklarını araştırmaya yöneltmiştir. Çalışma alanlarından birisi de
tüketimin ana alanlarından biri olan ulaşım sektörüdür.
En çok ilgi çeken sistemlerden biri, hidrojen-oksijen yakıt
pili ile güçlendirilen elektronik otomobildir. Halen uzay yolculuklarında
kullanılmakta olan yakıt pillerinin ürünleri, elektrik enerjisi ve içme suyudur.
Yakıt pili ile güçlendirilen elektronik otomobiller, geleceğin ana ulaşım
araçlarından biri olarak görülmektedir. Daimler-Benz'in ürettiği yeni elektrikli
otomobil (New Electric Car -NECAR), Mayıs 1996' da testlere başlamıştır. 110 km/h’lik
maksimum hızı ve 250 km’lik sürüş mesafesiyle geleneksel benzinli taşıtlarla
karşılaştırılabilir performansa sahip olan bu taşıtın, kullanıcılar tarafından
benimseneceği ve 10 yıl içerisinde ticari üretimine geçilebileceği tahmin
edilmektedir.
Hidrojen, günümüz taşıtlarının içten yanmalı motorlarında
kullanılabilir mi?
Sorunun cevabı, hidrojen kullanımı için dönüşümlerinin
yapılması halinde "evet" olacaktır. Halen, bir başka gaz olan doğal gazı
kullanan içten yanmalı motorlar mevcuttur. Hidrojen kullanıldığında, egzoz hemen
hemen tamamen su buharı olduğu için taşıt çevreci olacaktır.
Önce kimyasal bakımdan bir değerlendirme yapılabilir. Motorda
hidrojen kullanılması halinde, benzine oranla motora hacimsel olarak daha fazla
hidrojen gönderilirken (aynı basınç ve sıcaklıkta, 1 dm3 H2
için ~2,38 dm3 hava), yakıt ve karışım kütlesi daha az olmaktadır (1
kg H2 için ~35,5 kg hava). Bu durum, yanmada daha az basınç artışı
olacağı ve aynı enerjiyi üretmek için daha fazla daha fazla hidrojen gerekeceği
anlamına gelmektedir. Bu değerlendirmeye göre, hidrojen yakıtın çalışabileceği
yegane motor, havanın silindire normalden daha yüksek basınçla pompalanarak
verim ve gücün artırılacağı türboşarjlı motor gibi gözükmektedir.
Hidrojen nasıl üretilir?
Hidrojen, benzinin 3…4 katı daha
fazla enerji içeren mükemmel bir yakıttır ve birçok başka enerji kaynağı ile
üretilebilmekte ya da birçok endüstriyel işlemin yan ürünü olarak alınmaktadır.
Hidrojen gücü, Jules Verne’in suyu yakıt olarak kullandığı eski bir rüyanın
gerçekleşmesidir. Hidrojen üretiminde genellikle şu iki metot uygulanmaktadır:
elektroliz,
buhar ıslahıyla sentez gazı
üretimi veya kısmi oksitleme.
Elektrolizde, su moleküllerini
hidrojen ve oksijene ayrıştırmak için elektrik enerjisi kullanılır. Elektrik
enerjisi, yenilenebilir yakıt dahil, herhangi bir kaynaktan sağlanabilir.
Elektrolizin, gelecekte fazla miktarlardaki hidrojen üretiminin esas yöntemi
olması beklenmemektedir.
Diğer hidrokarbonlar da
kullanılabileceği halde, doğal gazın buhar ıslahı, sentez gazı üretiminin esas
metodu olarak görülmektedir. Örneğin biyokütle ve kömür gazlaştırılabilir ve
buhar ıslah işleminden geçirilerek hidrojen üretilebilir.
Hidrojenle güçlendirilecek
araçlarda su değil, muhtemelen motorin kullanılacak
Taşıt tasarımcıları, çevreyi kirletmeyen bir prototipin seri
üretimine geçmeden önce, hangi yakıtı kullanacaklarına karar verme problemi ile
karşılaştılar.
Hidrojen üretimindeki ideal senaryo, güneş panelleri veya
rüzgar türbinleri ile elde edilen elektrikle suyun ayrıştırılmasıdır.
Anlaşılacağı gibi, bu işlemin uygulama yeri kesinlikle taşıt değildir. Taşıtta,
verimli ve hemen kullanılabilir bir hidrojen kaynağının uygulamaya aktarılması
henüz başarılmış değildir. Hidrojenin verimli olarak üretimi ve kullanımına
geçiş dönemi için bir seçenek, taşıtta hidrojene dönüşümü yapılabilecek olan
metanol veya doğal gazın kullanılmasıdır. Bu iki yakıtın olumsuz tarafı ise,
servis ağının çok sınırlı olmasıdır. Motorin, taşıtta kısmen oksitlenerek, ihmal
edilebilecek düzeyde nitrojen oksitleriyle hidrojen üretimi yapılabilecek en
uygun yakıt olarak görülmektedir. (Sülfür dioksitlerin azaltılması için, sülfür
rafineride ayrılabilir). Buradaki esas avantaj ise, doldurma istasyonlarının
hazır olmasıdır.
Hidrojenin buharlaşma sıcaklığı –253°C’ dir. Güvenli depolama
problemi, üretilen hidrojenin patlayıp tutuşmayacağı metal tozları arasında veya
metal hidrid biçiminde absorbe edilmesi ve gerektiğinde serbest bırakılması ile
çözümlenebilmektedir. Daimler Benz, dönüşümü yapılan araçlara şehir gazından
üretilen hidrojen doldurmak üzere, Batı Berlin’de bir doldurma istasyonu
açmıştır.
Kaynak:
http://selimcetinkaya.tripod.com/guncel/guncel_konular.htm
|
