Gelecekte nasıl dolaşacağız? Ham petrol ve doğalgazın yerini ne alabilir? Bir seçenek zaten mevcut. Petrolün enerji yoğunluğunun üç katıdır. Çok büyük miktarlarda mevcut, hatta her birimizde yaklaşık 7 kilo var ve çevresel etkisi düşük; Hidrojen daha yeşil bir gelecek için ideal ortak olabilir. Bugün hidrojen zaten toplumu yönlendiriyor ve çok daha yeşil bir geleceği şekillendirme potansiyeline sahip.
AB ve G8 ülkeleri, geleceğin daha sıkı bir iklim politikası gerektirdiği konusunda hemfikir ve 2 yılına kadar CO2050 emisyonunu azaltma sözü verdiler. Bu zaman çerçevesinde, dünya çapında özel otomobil sayısı iki katından fazla artarak 2.5 milyara çıkacak, dolayısıyla enerji talebi artmaya devam edecek fosil yakıtlar azalırken. Dünya eskisi gibi devam edemez.
Hidrojen temiz bir yakıt kaynağıdır ve herhangi bir sera gazı veya başka zararlı egzoz dumanı üretmeden yanar. İklim değişikliğine karşı sürdürülebilir bir çözüm, karbonu yakıtlardan ve itici gazlardan çıkarmak, böylece yanma sırasında salınan sera gazlarını azaltmaktır. Hidrojen, yakıt kaynağı olarak mükemmel bir çözümdür. Yakıt hücresinde elektrokimyasal olarak güce dönüştürülebilir; bu da tamamen CO2 içermeyen taşımanın güvence altına alınmasıyla sonuçlanacaktır.
Hidrojen ve her yerde bulunması.
Hidrojen ilk kez 1766 yılında Henery Cavendish adlı İngiliz bilim adamı tarafından keşfedildi. Tamamen şans eseri suyun hidrojen ve oksijenden oluştuğunu keşfetti. Hidrojen, kelimenin tam anlamıyla su yapmak anlamına gelen Latince Hydrogenium kelimesinden gelir. Periyodik tablodaki ilk elementtir ve boşuna değildir. Başka hiçbir element hidrojenden daha hafif değildir ve hiçbir element evrende daha bol miktarda bulunmaz. Hidrojen saf enerjidir. Belki de en iyi örnek %92.1'i hidrojen olan Güneş'tir. Burada, dünyada, hidrojen yalnızca moleküllerde kimyasal olarak bağlı olarak hakim olduğundan ve saf hidrojen üretmek için ilgili molekülden hidrojenin çıkarılması gerektiğinden, olasılıklar biraz farklıdır. Bunu yapmanın bir yolu, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için elektriğin kullanıldığı elektrolizdir, ancak bu çok fazla enerji gerektirir.
Ancak buhar reformasyonu sayesinde piyasada uygun fiyatlı hidrojen mevcuttur. Hre buharı doğalgaz gibi fosil yakıtlara verilir ve 830 santigrat dereceye kadar ısıtılır. Karışım daha sonra yalnızca saf hidrojen kalana kadar daha ince filtrelerden geçirilir. Bu şu anda hidrojen üretmenin en etkili yollarından biridir. Ancak bu işlemde hâlâ eski ve sınırlı olan fosil yakıtlarımız kullanılıyor. Bilim insanları, değerli hidrojeni sudan çıkarmak, hidrojen üretmek için gereken enerjiyi azaltmak gibi yenilenemeyen yaklaşımların kullanımının, Güneş'in gücünden yararlanmak gibi büyük bir atılım olacağını düşünüyor.
Hidrojen Yakıtları sektörü dönüştürüyor.
Eşi benzeri görülmemiş bir şekilde ortaya çıkan Kovid-19 salgını öncesinde Japonya, Tokyo Olimpiyat meşalesini yakarak sürdürülebilirliğin yenilikçi bir örneğini tüm dünyaya sunmaya hazırdı. Röle Olimpiyat kazanının etkinlik ve tören aydınlatmasında hidrojen yakıtı kullanılması. Bu temiz, karbonsuz enerji kaynağına yönelik spor etkinliklerinin ötesinde pek çok uygulama mevcuttur.
Otomotiv Uygulamaları
Hidrojen yakıt hücrelerinin en umut verici kullanım alanlarından biri otomotiv endüstrisidir. BMW ve Toyota'nın da aralarında bulunduğu bir dizi büyük sektör oyuncusu, yakıt kaynağının elektrik enerjisine ek, sürdürülebilir bir çözüm sunacak gibi görünmesi nedeniyle hidrojenle çalışan otomobil filoları geliştirme planlarını zaten açıkladı.
Elektrikli araçlar, karayolu taşımacılığından kaynaklanan emisyonları ve hava kirliliğini azaltmanın çok önemli bir yolu olarak görülüyor. Bununla birlikte, elektrik enerjisi alımının hızlanması, şebeke üzerinde baskı oluşturma riskini doğurabilir ve bu da araçların günün doğru zamanında şarj edilmesini hayati hale getirebilir.
Yakıt hücreleri bir alternatif sunabilir. Hidrojenli arabalar elektriği kendileri ürettikleri için araç, gücünü harici bir güç kaynağından şarj edilmesi gereken yerleşik bir bataryadan almıyor. Diğer elektrikli otomobiller gibi hidrojenli araçlar da, elektrik motorları kinetik enerjiyi yedek aküye beslenen elektrik enerjisine dönüştürdüğü için frenleme enerjisini geri kazanabiliyor.
Hyundai, 2013 yılında seri üretim yakıt hücresi üreten ilk otomobil şirketiydi ve saatte 300 mil azami hız ile yaklaşık 100 mil menzile sahip olmaya hazırdı. Japon şirketlerinin tamamı araçlarda (FCEV) kullanılmak üzere yakıt hücreleri üzerinde çalışıyor. Bazen arıza olur ama maliyet düştükçe düşer. teknoloji Seri üretime doğru ilerlemektedir.
Hidrojen yakıt hücreleri, otobüs, kamyon ve tren gibi daha uzun mesafelerde seyahat eden daha ağır araçlar için daha mantıklı olabilir. Örneğin 2016 yılında ABD'de 12000 adet hidrojen yakıt hücreli forklift vardı. Airbus, karayolu ve demiryolu taşımacılığının yanı sıra, sıfır emisyonlu uçaklarını 2030 yılına kadar ilerletmek için yeşil hidrojene güveniyor.
Her şeyi elektrikli yapma fikri çoğu araştırmacı ve bilim adamına gereksiz görünse de, yeşil hidrojen yenilenebilir enerji için bir uzatma kablosu olarak çalışabilir. Buna ek olarak yeşil H2 depolanabilir ve böylece yenilenebilir enerji kesintilerini telafi etmek için kullanılabilir. Bu, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla birlikte kullanıldığında bize esneklik ve daha dayanıklı bir şebeke sağladığı için çok mantıklıdır. Bu temiz yakıtın, ısıtma ve diğer fosil yakıta bağımlı uygulamalar gibi farklı sektörleri temizlerken stratejik olabilmesinin nedeni budur.
Taşınabilirlik Yeteneği
Akıllı cihazlar giderek daha da gelişmiş olsa da, güç açısından hala sınırlılar. Teknoloji ve otomobil şirketleri, lityum iyon pillerin sınırlamalarının fazlasıyla farkında ve çipler ve işletim sistemleri güç tasarrufu konusunda daha verimli hale gelirken, biz hâlâ yalnızca bir veya iki günlük pil ömrüne bakıyoruz.
H2 yakıt hücreleri, pil kullanan herhangi bir taşınabilir cihaza güç sağlayabilir. Tipik bir bataryadan farklı olarak hidrojen yakıt hücresi, sürekli yakıt beslemesi ile enerji üretmeye devam ediyor. Bu yetenek, akıllı telefonlar, dizüstü bilgisayarlar ve işitme cihazları da dahil olmak üzere çeşitli cihazlara güç vermelerini sağlar.
Savunma sektöründe yakıt hücresi teknolojisi, insansız hava araçlarının uçuş süresini üç kattan fazla artırma veya askerlerin sahada taşıdığı batarya paketlerinin ağırlığını yaklaşık 15 kilogramdan sadece bir veya iki kilograma düşürme potansiyeline sahip. Bir afet bölgesinin ortasında, bu faydalar acil durum ekiplerinin ve askeri personelin bir duruma tepki verme biçiminde devrim yaratabilir.
H2 yarışında Pol Pozisyonda olan ülkeler
Avustralya belki de dünyanın en sevilen yenilenebilir enerji kaynağıdır. Avustralya, Asya ülkelerine ihracat yapmak üzere yeşil hidrojen üretmek için 5 gigawatt'lık bir proje geliştiriyor. Mega elektrolizör, güneş ve rüzgar kombinasyonuyla çalıştırılacak ve okyanustan alınan tuzdan arındırılmış suyu kullanacak.
İngiltere, 5 yılına kadar 2030GW'lık hidrojen üretim kapasitesi için offshore rüzgar gücünü kullanmayı planlıyor.
Green H2 aynı zamanda fütüristik şehirler için bir vizyona da ilham veriyor. Tıpkı enerji talebi yenilenebilir hidrojenden gelecek olan 500 milyar dolarlık bir kentsel proje olan Suudi Arabistan Neom'u gibi.
Çin, Wuhan'ı 100 yılına kadar 2025'e kadar yakıt istasyonuna sahip olacak bir hidrojen şehri olarak şekillendirmeyi planlıyor.
Yeşil Hidrojen Üretmek ve Küresel Isınmayı Azaltmak aynı madalyonun iki yüzü olabilir.
Güney Koreli araştırmacılar, en kötü iki sera gazı olan co2 ve ch4'ü hidrojene dönüştürmek için magnezyum gibi ucuz malzemelerden yapılmış bir katalizör geliştirdiler. İklim dostu süreçlerine kuru reform adı veriliyor.
Ucuz ama etkili bir çözüm daha Japonya'dan geliyor. Tokyo Üniversitesi, ışıktan, organik atıklardan ve pastan oluşan bir katalizörden hidrojen elde ederek, bu yöntemle geleneksel yöntemlere göre 25 kat daha fazla üretim gerçekleştirdi.
Gezegenin ortalama yüzey sıcaklığı, karbondioksit (CO19) emisyonlarındaki artışın etkisiyle 2. yüzyılın sonlarından bu yana neredeyse bir santigrat derece arttı.
Karbon yoğun yakıt kaynaklarına alternatifler bulmak dünyamızın geleceği açısından kritik öneme sahiptir ve mühendisler, daha fazla ilerleme sağlayacak değişimi gerçekleştirmek için inovasyona ve problem çözmeye bağlılık göstermelidir. sürdürülebilir gelecek.
Mayank Vashisht | Teknoloji Gazetecisi | ELE Times