3. Çağımızın en büyük
tehditlerinden olan küresel ısınma
ve fosil yakıt rezervlerinin hızlıca
tükenmesi ve bunlara paralel
olarak durmak bilmeyen akaryakıt
zamları bilim adamlarını mevcut
enerji kaynaklarına alternatif
olabilecek yakıtları araştırmaya
yöneltmiştir. Bu yapılan
araştırmalar ise yenilenebilme
özelliğine sahip, temiz ve doğada
bol miktarda bulunan yeni
alternatif enerji kaynaklarının
kullanım alanlarının
yaygınlaşmasını sağlamıştır.
4. Bugün kullandığımız enerjinin
büyük bir kısmı fosil yakıtlardır.
Fosil yakıtlar milyonlarca yıl
boyunca çürüyen bitki, hayvan,
dinozor vb. canlılar ve basınç
etkisinin birleşimi ile oluşmuştur.
Oluşmaları oldukça uzun bir süre
aldığı ve tüketimleri de çok daha
hızlı şekilde gerçekleştiği için bu
yakıtlar için kısa vadede
yenilenebilir olarak
adlandırılmazlar. Kaynaklarının
azalması ve buna bağlı olarak
fiyatlarının sürekli yükselmesinin
yanında yakılmaları sonucunda
çevreye de zarar vermektedirler.
5. Yenilenebilir enerji ise
sürekli devam eden doğal
süreçlerdeki varolan enerji
akışından elde edilen
enerjidir. Yani kaynağı asla
tükenmediği (sürdürülebilir
olduğu) gibi, doğal
süreçlerle ortaya
çıktığından çevreye
üzerinde yarattığı etkiler
önemsiz bir seviyede
kalmaktadır.
6. • Yenilenebilir enerji enerji üretirken ortaya çıkan atıkların,
ekoloji için herhangi bir zarar teşkil etmemektedir. Şimdiye
kadar enerji üretimlerinde kullanılan kaynakların, insan
sağlığı ve çevre duyarlılığı açısından zararlı sonuçlar
oluşturması nedeniyle, doğa ve insana zarar vermeyen, atık
olarak çevreye salındığında tekrar kendini yenileyebilen
enerji kaynakları arayışına girildi. Enerji üretiminde hala
çevreye zararlı kaynakların kullanımının devam ediyor olması
nedeniyle, bu kaynakların yerine konulması düşünülen ve
araştırılan diğer kaynaklar, alternatif enerji
kaynakları olarak adlandırıldı.
• Alternatif enerji kaynakları, yenilenebilir enerji, güneş ışığı,
rüzgar. yağmur, gel-git ve jeotermal ısı gibi yenilenebilir ve
sürdürülebilir doğal kaynakları kullanarak elde edilen
enerjidir.
7. HİDROJEN
• Doğada bileşikler halinde bol miktarda bulunan hidrojen
serbest olarak bulunmadığından doğal bir enerji kaynağı
değildir. Bununla birlikte hidrojen birincil enerji kaynakları ile
değişik hammaddelerden üretilebilmekte ve üretiminde
dönüştürme işlemleri kullanılmaktadır.
• Hidrojen karbon içermediği için fosil yakıtların neden olduğu
çevresel sorunlar yaratmaz. Isınmadan elektrik üretimine kadar
çeşitli alanların ihtiyacına cevap verebilecektir. Gaz ve sıvı
halde olacağı için uzun mesafelere taşınabilecek ve iletimde
kayıplar olmayacaktır.
• Hidrojen gazı çeşitli yöntemler aracılığı ile (su, güneş, rüzgar,
dalga, biyokütle vb) elde edilebilmektedir. Hidrojen üretimi çok
maliyetli olması sebebiyle üretimi çok rahat
sağlanamamaktadır. Bugün bu alanda sürdürülen çalışmalar ile
bu enerji maliyeti düşürülmeye çalışılmaktadır .
8. HİDROJEN ENERJİSİ
Hidrojen, Güneş ve diğer yıldızlardaki tepkimeleri gerçekleştirilen ve
yanabilme özelliği olan gazdır. Patlayarak yanan hidrojen gazı ürün
olarak su oluşturur. Oluşan su, tekrar uygun kimyasal yöntemlerle
hidrojen ve oksijen gazlarına dönüştürülebilir. Dolayısıyla hidrojen
enerjisi, çevreyi kirletmeyen ve sürdürülebilir bir enerjidir.
9. • Hidroliz’in tersi reaksiyon ile üretilen enerjidir.
• Saf su açığa çıkarken kullanılan elektronun
enerjisidir.
• Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Çevreye
zararsızdır.
10. • 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.
11. • Otomobillerde benzin
yerine Hidrojen gazının
kullanılması fikri ise 1970’li
yıllarda dünyaca ünlü bir
Türk bilim adamımız
tarafından ortaya atılmıştır.
Uluslararası Hidrojen
Enerjisi Teknolojileri
Merkezi’ni (ICHET) kuran
Prof. Dr. Nejat
VEZİROĞLU, o yıllarda
yaşanan “petrol krizi”
sonrası Hidrojen enerjisinin
kullanımını öne sürmüş ve
bunu bir dava bilerek
yıllarca mücadele vermiştir
12. Hidrojenin Motorlarda Yakıt Olarak
Kullanılması
• Hidrojen, petrol kökenli motor yakıtlarına oranla birçok
önemli avantaja sahip bulunmaktadır. Bunlar:
• – Yüksek alev hızı ve tutuşma yeteneği,
• – Düşük ateşleme enerjisi gerektirmesi,
• – Geniş tutuşma ve yanma sınırları,
• – Yüksek ısıl değer ve termik verim,
• – Kirletici egsoz gazı emisyonlarının azlığı,
• – Sahip olduğu yüksek oktan sayısı nedeni ile vuruntuya
karşı dirençli olması,
• – Benzin ve dizel ile birlikte çeşitli karışım oranlarında çift
yakıtlı motor olarak çalışabilme olanağına sahip olması,
13. Hidrojen Nasıl Elde Edilir?
• Hidrojen gazı elde edilme yöntemlerinin en
önemlisi suyun elektrolizi ile oluşur. Suyun
elektrolizi
H2O → H2 +1/2O2
• şeklinde gerçekleşir. Bu tepkime için dışardan
elektrik enerjisine ihtiyaç vardır.
14. Hidrojen Gazından Elektrik Üretimi
• Hidrojen gazından elektrik çeşitli şekillerde olabilir
ancak iki önemli reaksiyon vardır.
• ♦Yakma ile elektrik üretimi: Hidrojen yanıcı bir
maddedir. Benzin ve doğalgaz gibi yakılabilir.
Hidrojen gazı için hidrojen gaz türbinleri ve içten
yanmalı motorlar mevcuttur.
• ♦Yakıt Pili Olarak Kullanma: Hidrojen ve havadaki
oksijen birleştirilerek elektrik akımı elde edilebilir.
15. Hidrojen Gazının Depolanması
♦ Basınçlı gaz olarak depolanması
♦ Sıvı olarak depolanması
♦ Metal hidrid şeklinde depolanması
• Hidrojenin yakıt olarak kullanılmasının önündeki en büyük
engellerden biri depolanmasındaki güçlükler. Hidrojen,
elementler arasında en küçük atom çapına sahip olması
nedeniyle diğer maddelerden yapılmış kaplarda gaz halinde
depolanamıyor. Hidrojen atomları, kabın atomları arasındaki
boşluklardan kolayca kaçabiliyor. Bu nedenle hidrojen, metal
hidrür tozlarına soğurularak depolanıyor. Metal hidrüre bağlı
hidrojen gerektiğinde ayrıştırılarak kullanılabiliyor
16. • Hidrojen içten yanmalı motorlarda doğrudan kullanılabilir.
Ancak motorun özel olarak tasarlanmış olması gerekir.
Çünkü hidrojen gazı yandığında oluşan basınç çok fazladır
ve motorun parçalanmasına sebep olabilir. Bu yüzden bilim
insanları hidrojen gazını doğrudan içten patlamalı motorlarda
yakmak yerine yakıt pillerine odaklanmışlardır. Yakıt pilleri
mobil uygulamalarda kullanılacağı gibi elektrik santralleri
içinde uygun güç sağlayıcılarıdır.
17. BOR ENERJİSİ
• Bor kristal iken siyah renkli, sert
ve katı haldedir. Amorf durumda
ise toz halde ve siyah renklidir.
Bor tabiatta serbest olarak
bulunmaz. Bor elementi, doğada
150’den fazla mineralin yapısı
içinde yer almasına rağmen,
ekonomik anlamda bor
mineralleri kalsiyum,sodyum,
magnezyum elementleri ile hidrat
bileşikleri halinde teşekkül etmiş
olarak bulunur.
18. Bordan Yakıt Eldesi
• Yakıt eldesi yönteminde; sodyum borhidrit’in suyla
karıştırılması sonucu elde edilen sıvı, “yakıt” olarak
kullanılmaktadır. Söz konusu yakıtın kimyasal
reaksiyonu:
19. Bordan Yakıt Eldesi Teknolojisinin
- Avantajları
1) Kullanılan karışımın içinde çözelti halinde bulunan sodyum borhidrit ve
sodyum metaborat çözeltilerinin yanıcı olmaması,
2) Tepkimenin kolayca kontrol edilebilmesi,
3) Kullanılan hidrojenin yarısının sodyum borhidrit’ten diğer yarısının ise
sudan alınması (100 gr sodyum borhidritten 21 gr H2), 4) Katalizörün
defalarca kullanılmaya uygun olması
5) Reaksiyon sonrası ortaya çıkan sodyum bor tuzunun kolaylıkla yeniden
sodyum borhidrit üretiminde kullanılabilmesi,
6) Sodyum borhidritte ağırlık/enerji oranının benzindeki orana yakın olması.
Bu yeni yakıt sistemi, yüksek enerji yoğunluğu, mükemmel güvenlik
özellikleri, tutuşmaz, alev almaz ve olumlu çevresel etkiye sahip olması
nedeniyle, geliştirilmekte olan yeni enerji üretim sistemleri arasında dikkat
çekicidir. Geliştirilen bu teknoloji, taşımacılığın yanı sıra taşınabilir enerji
sağlayıcı piller için de uygulanabilir bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır.
20. Yakıt Pilleri
• Fosil yakıtlar (kömür, petrol, doğal gaz vb.)
• Kimyasal ürünler (amonyak, metanol vb.)
• Alternatif kaynaklar (biyogaz, atık
malzemeler vb.) Bir reformer yardımıyla elde
edilen hidrojenin veya doğrudan hidrojenin
oksijen ile elektrokimyasal reaksiyonu elektrik
üretilen cihazlardır
21. • Yakıt pilleri yakıttaki kimyasal enerjiyi herhangi bir
enerji dönüşüm prosesi gerekmeksizin elektrik
enerjisine yüksek verimle dönüştüren cihazlardır.
Klasik çevrim teknolojisinde,
• Verim düşmekte,
• Kalabalık bir makina topluluğu gerekmekte ve
• Çevre kirletilmektedir
Yakıt pil teknolojisinde ;
• Yakıt sağlandığı sürece elektrik enerjisi
üretebilmektedir
23. Yakıt Pilinin
Avantajlar:
• Yüksek verim ve güç yoğunluğu
• Şebekeden bağımsız elektrik üretimi
• Enerji dönüştürücüde hareketli parça olmamas
• Kompakt modüler yapılı olması
• Sessiz olması
• Yakıt esnekliği
• Uzaktan işletim
• Ölçü/boyut esnekliği
• Hızlı yük takip edebilme yeteneği
24. Dezavantajlar:
• Halen maliyeti yüksektir
• Boyut ve ağırlık problemleri
• Yüksek sıcaklık birimlerinin güvenilirliği
gösterilememiştir
• Güç üretim endüstrisi için tanıdık olmayan
bir teknolojidir
• Yakıt üretim, depolama ve dağıtım
problemleri
27. Yakıt Pili- SODYUM BORHİDRÜR
• Yakıt pillerinde önemli sorunlardan biri H2 üretmek
ve depolamaktır. Sodyum borhidrür katalitik olarak
H2 verir.
28. Avantajları
• Ağırlıkça % 20 hidrojen depolayabilir
• Yanıcı/patlayıcı değildir
• Reaksiyon kolayca kontrol edilebilir
• Hidrojenin yarısı hidrürden, diğer yarısı sudan
gelmektedir
• Katalizör ve sodyum metaborat tekrar
kullanılır
