Periyodik tablonun sol üst kısmında yer alan hidrojen en hafif elementtir. Bir proton ve bir elektrondan oluşur. Bir elektronun bir protonla bağlanma enerjisi yaklaşık 13,6 eV’dir. Bununla birlikte, hidrojenin güçlü bir elektropozitif özelliği (elektronlardan kurtulma eğilimi) vardır. Örneğin, oksijen gibi elektron kazanma eğiliminde olan elektronegatif bir element ile birleştirildiğinde reaksiyona girer. Bu reaksiyonda, bir hidrojen atomu 1.3 eV enerji üretir. Bu nedenle hidrojen, yüksek kütle enerji yoğunluğuna (142 kJ/g) sahip bir elementtir ve aynı sıvı fazda hidrokarbonlardan (47 kJ/g) daha fazla enerji içerir. Bu nedenle uzay uçuşlarında üst düzey roket yakıtı olarak tercih edilmektedir. Yanma ürünü olarak su buharı saldığı için atmosfere kirletici veya sera gazı salmaz. Öte yandan, çevrede en bol bulunan elementtir. Evrendeki maddenin %90’ından fazlasında bulunur. Diğer tüm elementler, hidrojen çekirdeklerinin füzyonu ile oluşmuştur.
Yeryüzünde en çok bulunan üçüncü elementtir. Tüm suların ve organik maddelerin yapısında bulunur. Toksik olmayan bir bileşendir ve rengi, kokusu veya tadı yoktur. Saf haliyle, normal koşullar altında iki atomlu bir gaz oluşturur. Bu gaz havanın dörtte biri kadar yoğunluğa sahip olduğu için hızla yükselir ve havada dağılır. Yani gazın kendisi yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle kolayca yanıcı ve hatta patlayıcı olmasına rağmen, sızıntılar sonucu bir yerde birikemez ve kazalara neden olmaz. Yararlı gibi görünse de sahiplenilmesi, depolanması, taşınması ve yakılması konusunda aşılması gereken sorunlar bulunmaktadır.
hidrojen yanması
Hidrojenin yakılmasıyla nasıl enerji üretileceğine ilişkin bir dizi kritik seçenek vardır. İçten yanmalı bir motorda yanarken ve hızla oksijen salarken, atık ürünler olarak su buharı ile birlikte nitrik oksitler gibi bir dizi kanserojen sera gazı üretilir. Sadece su buharının kaçması isteniyorsa yanma odasına oksijen yavaş yavaş verilmeli yani hava dikkatli bir şekilde dışarı pompalanmalıdır. Ancak bu durumda da olaydan enerjinin çekilme hızı yani gücü azalır. Bu nedenle %50-60 gibi yüksek verimden yararlanmak için yakıt hücrelerinde hidrojenin yakılması mantıklı görünmektedir. Ancak bu, ilgili teknolojinin ekonomik hale gelmesini beklemeyi gerektirir. Zaten içten yanmalı motorlar cüzi bir ücret karşılığında hidrojen yakacak şekilde yapılıyor. Ancak günümüzde otomobil üreticileri yakıtsız bir araba üretmek istemiyor ve enerji şirketleri de piyasada bulunmayan bir yakıta yatırım yapmak istemiyor.
hidrojen deposu
Bir enerji taşıyıcısı olan hidrojen, basınçlı tüplerde gaz veya sıvı halde depolanabilir. Bununla birlikte, hidrojen aynı ağırlıktaki benzinden yaklaşık üç kat daha fazla enerji içermesine rağmen, bu tür hidrojen depolaması pratik uygulamalar için uygun değildir. Bir depo benzinle 400-600 km yol alan bir araba, yakıt piliyle aynı güzergah için çok daha büyük bir hidrojen deposu taşımak zorunda kalacaktır. Sıvılaştırma yoluyla depolanan hidrojenden elde edilen enerjinin %40’a kadarı bu işlem sırasında harcanır. Hidrojeni depolayacak ekipmanın ağırlığı dikkate alınırsa, hidrojen benzine kıyasla bile düşük bir enerji yoğunluğuna sahiptir. Özetle, hidrojen gazının gelecekteki uygulamalarda verimli ve güvenli bir şekilde depolanması, hidrojen ekonomisinde çözülmesi gereken çok önemli bir sorundur.
Hidrojeni lityum, nitrojen ve karbon gibi daha hafif elementlerle birleştirmek ve depolamak en iyi seçenek gibi görünüyor.
kaynak:
https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=29
Fil. Karşısında. R.Soc. Bir (2007) 365, 1043-1056
Hidrojen enerjisinin üretimi, depolanması ve kullanılması ilkeleri Şerif SA, Barbir F, Veziroğlu TN, s. 46-63
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın