Hidrojenli Araçlar:
1--İçten Yanmalı Motorlarda Yakıt olarak
Hidrojenin Kullanımı ve Hidrojenli Motorların Özellikleri:
1.1--Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama
1.33 kat daha verimli ve birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine
sahiptir.
2--Hidrojen kömür ve doğalgazdan buharla
reaksiyon yöntemiyle yada suyun elektrolizi ile elde edilebilir.
3-- 1 kg Hidrojen , 2.1 kg doğalgaz veya 2.8
kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir.
4--Hidrojen kokusuz-renksiz-havadan 14.4 kez
daha hafif-tamamen zehirsiz bir gazdır.
5--Hidrojenin yanmasıyla atmosfere sadece
su/su buharı atılmaktadır.
6--Ateşlemeli motorlarda,hidrojen-hava
karışımın kullanımında erken tutuşma, kendiliğinden tutuşma sıcaklığının yüksek
olması ve motoru düşük güçte kullanma gibi sorunlar vardır.
6.1--Buna karşın Yüksek sıkıştırma
oranlarında fakir karışım ile kullanım-geniş tutuşma aralığının var olması
yüksek motor gücü ve verim anlamına gelmektedir.
7--İçten yanmalı motorlarda, yakıt olarak
hidrojen kullanımında-dizel motorlarda ön yanma odasına hidrojen enjeksiyonu-benzinli
motorlarda uzun tırnaklı bujilerle doğrudan yanma odasına gönderilebilme imkanı
vardır.
8--Yeni hidrojen/Benzin---Hidrojen/doğalgaz
motorları ortaya çıkarılmıştır.Hidrojen araçlarda, çevre sıcaklığında ,yüksek
basınçlı gaz olarak eliptik kesitli-silindirik-disk-simit
kesitli tanklarda , hidrojen sıvı olarak
depolanabilir.
8.1--Hidrojenin depolanmasında yöntem olarak
; sıvılaştırılmış hidrojen veya metalik hidrid olarak uygulanmaktadır. Sıvı
hidrojen depolanması kombine edilmiş
doldurma-boşaltma ventiliyle sağlanabilir.
8.2--Hidrojen depolanmasında diğer bir yol
olarak da ; hidrojenin ; demir-titanyum hidrit-nikel katalizörlü
magnezyum-nikel hidrit yada nano-nikel malzemelerin nano kafesik yapılarına nufuzu ile
depolanması ile yapılabilir.
8.3--Gazın motora sevkinde egzoz ısısı
kullanılabilir.Depoda iki güvenlik armatürü aksamadan çalışabilmelidir.Sıvı
hidrojenin motora sevkinde depo içine monte edilmiş pompa kullanılabilir.
8.4--Zorlu grubu Hidrojenden elektrik elde edilmesine dayanan
yakıt pili çalışmaları için patant başvurusu yaptıklarını bildirdiler.
8.5--G.Kore Seul Ulusal Üniversitesinde
Jisoon Ihm ve meslektaşları tarafından titanyum atomlu poliasetilenin polimer
zincirine bağlandığı zaman m3 te 63 kg hidrojen tutabildiği bir malzeme ortaya
çıkarıldı.
8.5.1--Bu malzeme:düşük maliyetli-yüksek
kapasiteli hidrojen depolama araçları için oldukça önemli.
8.5.2--Bu amaçla daha önce karbon
nanotüplerle düşük sıcaklıklarda veya
yüksek basınçlarda deneyler yapılmıştı.
8.5.3--Bu malzeme; yakıt pillerinde veya
diğer amaçlarla kullanılacak hidrojenin pratik
çalışma koşullarda depolanmasında oldukça önemli.
9--İçten yanmalı motorlarda , yakıta bağlı en
yüksek verim anlamına gelen devindirme
faktörü hidrojenli araçlarla sağlanmaktadır.
9.1--Devindirme faktörü
Hidrojende………. % 100
fuel-oil de………. % 78
benzin de………. % 76
doğalgazda…….. % 75
LPG de……...…… % 62
etanol de………. % 37
metanol de…….. % 23 civarındadır.
9.2--Bu nedenle içten yanmalı motorlarda
direk hidrojen kullanımı en yüksek devindirme oranı ile en uygun çözüm olarak
görünmektedir.Benzinli motorlar zengin karışımla çalıştırılmaları
gerekirken-hidrojen motorları daha yüksek ve maksimum yanma hızında ve yanma hızını azaltacak biçimde fakir karşım ile
çalıştırılabilirler.
9.3--Bu durum sonuçta daha az NOx-HC-CO
emisyonları anlamına gelecektir.
10--Normal yakıtlarda 2000 devirde motor
gürültüsü 81 dB iken her % 3 lük hidrojen ilavesi ile
1-2 dB daha az gürültü oluşmaktadır.
10.1--Bu nedenle hidrojenli motorlar daha
sesiz motorlar olarak isimlendirilebilir.Sonuç olarak araçlara fazla beklemeden
hidrojenli yakıt sistemini hızlı bir biçimde adapte etmek herhalde mümkündür.
10.2--Araçlarda ,Hidrojen kullanımında diğer
bir çözüm ise hidrojenli yakıt pilli motorlar olacaktır. Bu anlamda , ya mevcut
bütün araçlara hidrojenli yakıt sisteminin adaptasyonun sağlanması yada
Hidrojen yakıt pilli ve buna bağlı çalışan elektrik motorlu otomobillerin hızla devreye alınması
gerekmektedir.
11—Hidrojen Üretimi:
1-Doğalgazı üreten Rusya vs devletler için
metandan üretilecek
2-Petrol üreten ülkeler ise petrolden
üretecektir.
3-İsteyen ülkeler ise suyun hidrolizinden
üretecektir.Suyun hidrolizinden yoğun hidrojen elde etmekte kullanılan
katalizörler nano boyutlarda parçalanmak suretiyle yüzey alanı yüksek seviyelere çıkarılarak,yoğun hidrojen üretimi mümkün
kılınacaktır.
3-Üretilen Hidrojen mevcut petrol kartelleri
ve istasyon ağları ile kullanıcıcı otomobillere aktarılacaktır.
4-Ülkelere sevk edilen doğalgaz borularının
,ülke içinde ulaştığı terminallerde Uluslararası kartellerce hidrojen üretim
fabrikalarının kurulması.ve bunların,üretilen hidrojeni istasyonlarına
dağıtması.
5.1--Hidrojen
enerjisi
doğalgaz
kullanımıyla……… %72
petrolle……………........………..
%76
kömürle…………….........……..
%55-60 verimle elde edilebiliyor.
5.1.1--Hidrojen
eldesi için Suyun elektrolizi ile elde edilmesi için yenilenebilir enerji
kaynakları ve nükleer enerji kullanımı şimdilik ekonomik olarak çok fazla.
5.2--Biyokütle
kaynaklı glikoz ve gliserol gibi
yenilenebilir kaynaklı Hidrojen üretimi deneysel olarak sağlanmıştır.
5.3--Bir başka
hidrojen kaynağı ise temiz kömür.Kömürün kütle-atık maddeler ve kükürtten
temizlenerek buharla reaksiyonu sonucu hidrojen ve karbondiksit elde
edilebiliyor.
12--ABD ,Texas A-M Üniversitesi Kimya bölümünün yaptığı bir
çalışmada E.coli bakterisinin DNA sında altı özel geni silinerek,bakteri
Hidrojen üreten makinaya çevrilebildiği ve bakterinin sadece doğal süreçlerden
140 kez daha fazla hidrojen üretmeye başladığı saptandı.
12.1--Ancak çalışmaya göre bir evin
ihtiyacını karşılamak için kurulacak 1 tonluk tankta üretilecek hidrojen için
hergün 80 kg bakteriyi tanka koymak gerektiği anlaşılmıştır.
12.2--Çalışmayı yürüten Thomas Wood a göre
amaçlarının 80 kg bakteri girişini 8 kg düşürmek olduğu söylemiştir.
13--İngiterede Sheffiled Üniversitesindan
Yajue Wu hidrojen arabalarının tünel içinde yol açabileceği kaza ile
ilgili bir bilgisayar simülasyonu
oluşturdular.
13.1--Hidrojenli arabalarda,Sızıntı yapan
Hidrojen tankından yüksekliği metrelerle ölçülen yüksek ivmeli jet alevi meydana
getirmektedir.Bu alev ile tünel
tavanında yangın sensörleri-yağmurlama sistemini işe yaramaz hale getirecek
ciddi hasarlar gelebilir.
13.2--BMW nin sözcüsü ise prototip hidrojen
araba çarpışma testlerinde yakıt
tankında herhangibir yırtılmaya tanık olmadıklarını söyledi
13.3--Hidrojen Otomobili:
1--İsvçre Federal Teknik
okulu tarafından geliştirilen hidrojen yakıtlı
otomobil 1 lt benzin e denk gelen 1,07 gr lık hidrojenle
1.1--Hidrojenden elektrik
üretimi 2 adet yakıt hücresiyle sağlanmakta ve emisyon olarak sadece saf su
atmaktadır.
14—Hibrit Otolar:
1--İlk anda Hybrid otomobillerin hızla
devreye alınması herhalde gerekmektedir.
1.1--Hybrid otolar ; trafiğin sıkıştığı
noktalarda elektrik motoru devreye girmekte,bu anda egzoz gazları da sıfırlanmaktadır.
1.2--Hybrid otolarda ortalama yakıt tüketimi
4,3 Lt/100 Km ve
1.3--Karbondioksit emisyonu 104 gr/km-yılda
ise 1 ton civarındadır.
15--Hidrojen Yakıtlı Uçaklar:
1--Geçtiğimiz eylül ayında
üzerinde çalıştığı hidrojen yakıtlı uçakla ilgili detaylar paylaşan Airbus,
2035 yılında sıfır emisyonlu uçuşlar hedefliyor. Firmanın geliştirdiği bu
teknoloji ile uzun menzilli uçakların hidrojen yakıtlı uçağa dönmesi planlanıyor.
2--Sıfır emisyonlu uçuşlarda
yeni bir çağ başlatmayı planlayan Airbus henüz hidrojen yakıtlı uçağın
imalatını gerçekleştirmese de ZeroAvia isimli bir havacılık şirketi, uzun
zamandır üzerinde çalıştığı hidrojen yakıtlı bir uçakla ilk uçuşunu gerçekleştirdi.
Şirket, bir sonraki hedefini sıfır emisyonlu 400 kilometrelik bir uçuş yapmak
olarak belirledi.
3—Hidrojen yakıtlı uçaklarda Hidrojen
ve hava, her bir bölmenin içinde depolanıyor ve elektrik akımı oluşturmak için
birleştikleri yakıt hücresine yönlendiriliyor. Hidrojen çevre dostu bir yakıt
olarak gösteriliyor çünkü gaz, oksijenle enerji üretmek için yakıt pilinde birleştirilebiliyor
ve tek atık ürün su oluyor ve yakıt pilinin ürettiği elektrik akımı oluyor. Bu
akım elektrik motoruna güç vererek motor şaftının ve pervanenin dönmesine sebep
oluyor.