Hidrojen ve Yakıt Pili Kullanımı İle Dünya Üzerindeki Gelişimi

Daha önce de belirtildiÄŸi gibi hidrojenden, yakıt pili teknolojisi ile elektrik elde edilmektedir. Bugüne kadar, yakıt pillerini çeÅŸitli yönleriyle inceleyen 200′den fazla araÅŸtırma NASA tarafından desteklenmiÅŸtir. Bugün, Apollo ve Space Shuttle görevlerinde güvenli olarak elektrik (ve su) saÄŸlamış olmaları nedeniyle, yakıt pilleri uzaydaki rollerini ispatlamış bulunmaktadır.

Bu baÅŸarılar, 1960′larda, yakıt pillerinin dünyanın enerji problemlerinin tümüne çözüm olabileceÄŸi tahminlerine yol açmış ve 1970′li yıllarda çalışmalara baÅŸlanmış, 2000′li yıllarda ülkelerin enerji politikalarında önemli yer tutmaya baÅŸlamıştır.

1959 Yılında Üretilen 5 kW Alkalin Yakıt Hücresi

ABD Başkanı G.W. Bush 28 Ocak 2003 tarihinde yaptığı bir konuşmada hidrojen enerjisini hürriyet yakıtı olarak tanımlamış ve bu alandaki çalışmalara destek amacıyla 1.7 milyar dolarlık bir kaynak ayrıldığını söylemiştir. ONSI Corp. adında bir Amerikan firması 200 kW enerji sağlayan fosforik asit tipi (PC25) yakıt pilinin pazarlamasını yapmaktadır.

Teksas Valisi Hidrojen Yakıtlı Arabaya Hidrojen Doldururken

Japonya’da WE-NET (World Energy Network) projesi ile Tokyo metropolitan bölgesinde hidrojen kullanımı ile oluÅŸacak azot oksit emisyonundaki azalma potansiyeli araÅŸtırılmaktadır. WE-NET Programı Japonya’nın Uluslar Arası Ticaret ve Endüstri Bakanlığınca desteklenmektedir. Bu programda Japonya hidrojen enerji sistemini geliÅŸtirmek üzere 2020 yılına kadar 4 milyar $’lık bir bütçe ayırmıştır. Gelecekte de Pasifik denizinin ekvator bölgesinde yapay bir adada solar radyasyon kullanarak deniz suyundan elektrolizle hidrojen üretmeyi planlamaktadırlar.

Halen Japonya’da Tokyo Electric Company tarafından kurulan 11 MW’lık elektrik santralı Rokko adasının elektrik ve ısı ihtiyacını karşılamakla birlikte, kapasiteleri 50 ile 500 MW arasında deÄŸiÅŸen yüzlerce yakıt pilli tesis bulunmaktadır. Sadece Tokyo’da ÅŸehrin elektrik ihtiyacının 40.000 kW’lık bölümü hidrojen enerji sistemlerinden saÄŸlanmaktadır.

1960’larda Kurulmuş Bir Hidrojen Güç Santrali

Japonya’da Tokyo Electric Company’nin yanısıra Sanyo, Hitachi, Toshiba, Kawasaki, Fuji Electric, Kansai Electric, Amerika’da, Westinghouse, Institute of Gas Technology (IGT), Unocal, San Diego Gas and Electric, Avustralya’da Seramic Fuell Cell Ltd, Avrupa’da Siemens KWU, Dornier System, Sulter Innotec, dünyada yakıt hücreli sistemleri kullanan ve geliÅŸimi için çalışmalar yapan ÅŸirketlerden bazılarıdır.

Siemens Kaliforniya’da 200 konutun elektrik ve ısı ihtiyacını karşılamak üzere 250kW’lık gaz türbinli, yakıt hücreli bir kojenerasyon sistemi kurmuÅŸtur .

Gaz Türbinli,Yakıt Hücreli Kojenerasyon Sistemi

Avrupa merkezli Alstom, Asya merkezli Japon Ebora firmaları ile ortak çalışan Kanada’nın Ballard firması PEM tipi yakıt pili kullanan, 250 kW elektrik, 230 kW ısısal güce sahip jeneratörleri satışa sunmuÅŸtur.
Honda araÅŸtırma ve geliÅŸtirme bölümü doÄŸal gazdan yakıt pilli araçlar için hidrojen üreten, elde edilen elektriÄŸin ve sıcak suyun yine üretildiÄŸi evde kullanımını saÄŸlayan “Hidrojen Ev Enerji Ä°stasyonu” (HES) adlı proje baÅŸlatmıştır. Proje çerçevesinde California’da deneysel amaçlı kurulan evde çalışmalar hidrojen üretimi, depolanması ve yakıt olarak kullanılması gerçekleÅŸtirilecektir.

Almanya’da Münih havaalanında çalışan otomobil ve otobüslerin hidrojen enerjisi kullanması yönündeki projenin yanısıra Neurenburg yakınlarında mini bir hidrojen enerji sisteminin kurulduÄŸu bir program yürütülmektedir. Solar-Wasserstoff-Bayern burada güneÅŸ hidrojen tesisi, depolama sistemi ve hidrojen kullanma sistemleri kurmuÅŸtur. Almanya ayrıca Suudi Arabistan ile ortak yürüttüğü Hysolar programı ile Suudi Arabistan’ın Riyad yakınında güneÅŸ hidrojen üretim tesisi kurmayı planlanmaktadır. Suudi Arabistan hidrojeni ihraç edecektir.

Avrupa ve Kanada arasındaki Euro-Quebec diğer uluslar arası başarılı programdır.

.
Hidrojenle Çalışan Emisyonsuz Otobüsler

Ä°zlanda’da hükümet, üniversiteler, taşıma ÅŸirketleri, fabrikalar ve çok uluslu otomobil ve petrol ÅŸirketleri konsorsiyumu oluÅŸturulmuÅŸ ve 2030 yılına kadar Ä°zlanda’nın tamamen hidrojen enerjisine geçmesi planlanmıştır. Dünyanın ilk hidrojen dolum istasyonu Shell tarafından Ä°zlanda’da açılmıştır.

Hidrojen Dolum Ä°stasyonu

Bunlara ilave olarak Ä°spanya’da INTA solar hidrojen tesisi, Ä°talya, Almanya, Norveç’te SAPHYS küçük ölçekli fotovoltaik-hidrojen enerji sistemi ve Almanya’da PHOEBUS pilot tesisi gibi birçok proje yürütülmektedir.

Ayrıca araçların %65′inin scooter (küçük motosiklet) olduÄŸu Tayvan’da yakıt hücreli skoter kullanımı desteklenmekte ve ZES (sıfır emisyonlu scooter) Asya Pasifik Yakıt Pili Teknolojisi Ltd. ve Kwang-Yang Motor Co. iÅŸbirliÄŸi ile üretilmektedir.

Hidrojenle Çalışan Bisiklet

Ulaşım sektöründe, yakıt pili ile çalışan araçların geliÅŸtirilmesi, petrol tüketimini azaltacağı gibi, araçlardan kaynaklanan hava kirliliÄŸini de minimum düzeye indirecektir. Yakıt pilli otobüs üretimini gerçekleÅŸtiren Kanada’nın Ballard Åžirketinin yanısıra, General Motors, Ford, Chrysler, Toyota, Honda, BMW, Renault yakıt pilleri ile çalışan otomobilleri ticari anlamda üretmek çabasındadırlar. 1993′ten bu yana çok sayıda prototip araç üretilmiÅŸtir. Alman Daimler Chrysler’in ürettiÄŸi, yakıt pilini Ballard’dan saÄŸladığı, NECAR4 (sıvı hidrojenle çalışır) ve metanol dönüştürücülü NECAR5, General Motors’un Opel, “Zafira” adı verilen ve 75 kW’ lık Ballard “tescilli” yakıt pili taşıyan aracı, Ford tarafından üretilen “Think FC5″ler, Toyota’nın RAV-4 ve Fine-N’i, Nissan Renessa ve Mitsubishi, Daihatsu, Honda ve Mazda ortaklığı Demio FCEV, Renault’un 30 kW Nora cell kullanan Lagunası prototiplere birer örnektir.

General Motors Firmasının Hidrojen Yakıtlı Otomobili

Hidrojen Yakıtlı Opel Zafira’nın Yakıt Pili,Yakıt Tankı ve Aksesuarları

Taşıtlarda hidrojenin içten yanmalı motorlar veya yakıt pilleri aracılığıyla kullanımı konusunda da, Daimler-Benz ÅŸirketinin sıfır emisyonlu minibüs’ü, BMW, Dodge, Buick, Suzuki firmalarının deneme otomobilleri, Macchi-Ansoldo”nun ve MAN firmasının SL202 otobüsleri, Kanada demiryollarının Lokomotifi ile Almanya, Avustralya ve Kanada donanmaları için imal edilen deniz altılar sayılabilir.

Mercedes-Crysler firması, büyük şehirlerde çevre kirliliğini önlemek için, 30 adet hidrojen ile çalışan 70 kişilik toplu taşım araçlarını 10 Avrupa başkentinde, her türlü iklim ve arazi şartlarında denemektedir. Bu araçlarda sistem elektrik motoru ile hareket eder, motor, piston, krank ve şanzıman yoktur.

Yakıt Olarak Hidrojen Kullanan Denizaltı

General Motor hidrojen enerji teknolojisinin kullanıldığı, 20 cm kalınlığında, 120 cm eninde, 240 cm boyunda bir platform ile dört tekerden oluÅŸan bir otomobil üretimi projelendirmiÅŸtir. Projeye göre bu platforma sahip olan kiÅŸi istediÄŸi kaportayı takarak otomobilini kullanabilecektir. Bu otomobillerde içten yanmalı motor, piston ve krank bulunmadığından bunun yerine her tekerleÄŸin göbeÄŸinde 20 kW’lık müstakil elektrik motorları arabaya gerekli hareketi saÄŸlayıp, yüksek emniyet içinde sistemin süper kompakt bir yapıya kavuÅŸmasına olanak saÄŸlanmaktadır.

Bir Yakıt Pilli Otomobilin İç Yapısı

Bunların dışında, %15-20 hidrojen ve %80- 85 doÄŸal gaz karışımından oluÅŸan hytane adlı yaktı ile çalışan yeni bir otobüs 1993 yılından beri Montreal’de (Kanada) denenmektedir.
Hidrojen, uzun yıllardır uzay mekiği ve diğer tüm roketlerde rakipsiz bir yakıt olarak kullanılmaktadır. Ancak, bunların dışında uçaklarda ilk kullanımı 1956 yılında B-57 Canberra deneme uçağında gerçekleştirilmiştir. Sovyetler Birliği de 1988 yılında Tupolev-155 deneme uçağında yakıt olarak hidrojen kullanmıştır. Dünya Enerji Ajansı Hidrojen Programı çerçevesinde yürütülen çalışmalarda, Airbus tipi uçakların yakıt olarak hidrojen kullanması 2007 yılında başlayacaktır. Hidrojenin ticari uçaklarda yaygın kullanımı konusunda Avrupa Airbus konsorsiyumu ile Almanya-Rusya ortak çalışmaları sürmektedir.

Hidrojen Yakıtlı Roket

Sıvı hidrojen doğrudan veya dolaylı olarak motorları ve dış yüzeyi soğutmak için de kullanılabileceği için, yüksek hızlı supersonic uçaklar için ideal bir yakıt olarak görülmektedir.

Hidrojen Yakıtlı Supersonic Uçak

Amerika’nın Duffy Boats firması elektrikle çalışan ilk tekneyi geçtiÄŸimiz aylarda üretmiÅŸtir. Her biri 1.5 kW gücünde 4 yakıt piliyle hareketlendirilmiÅŸ olan bu tekne yakın gelecekte, sahillerde, nehirlerde, kanal ve boÄŸazlarda yani ulaşımın su üzerinde yapıldığı her yerde taksi görevini görecektir.

Hidrojenle Çalışan Uçak ve Yakıt Hücresi

Hidrojen enerjisi son yıllarda daha çok taşınabilir cihazlarda yakıt olarak kullanılmak üzere tasarlanmaya başlanmıştır.İlk olarak laptoplar için tasarlanan yakıt hücreleri günümüzde cep telefonlarının da yakıt ihtiyacını karşılayacak kadar minimalize edilmiş durumdadır.Minyatür yakıt pilleri henüz prototip aşamasında olup birkaç yıl içerisinde satışa çıkmaları beklenmektedir.Günümüz nikel-kadmiyum pilleriyle en fazla 4-5 gün dayanan cep telefonu yakıt pilleri teknolojisinin piyasaya çıkmasıyla beraber 1 ay şarj edilmeden kullanılabilecek hale gelecektir.Ayrıca şu anda ortalama 3-4 saatlik batarya süreleri ile kullanılabilen laptoplar da 2-3 gün kesintisiz olarak hizmet sunabilecek duruma gelecektir.Cep telefonu ve laptoplar için düşünülen yakıt hücreleri tipleri metanol yakıt pilleri ile tasarlanmaktadır.

Yakıt Pilleri ile Çalışan Laptop ve Cep Telefonları