|
Yakıt Hücreleri ve Enerji |
|
|
|
|
Enerji, üretimi ve kullanımı kadar depolanması ve taşınımı açısından günümüzün en önemli konularındanbiridir. Bugünün başlıca enerji kaynağı olan fosil yakıtların her geçen gün daha fazla kullanımı çevremizive global ekonomiyi derinden etkilemektedir. Rezervleri giderek azalan petrole bağımlılıktan kurtulmakiçin daha temiz enerji kaynaklarına yönenilmelidir. Güneş enerjisi, nükleer enerji, rüzgar ve hidrolik enerji,jeotermal enerji gibi değişik birincil enerji kaynakları bulunmasına karşın, bu kaynakların yakıtadönüştürülmesi ve taşınımda kullanması gerekmektedir. Çeşitli alternatifler arasında hidrojen en uygun biraday olarak görülmektedir. Hidrojen sudan analizlenmekte, yakıldıktan sonra sera etkisini değil artırmakazaltıcı bir etki bile göstermektedir.Hidrojen gazı doğrudan yakılarak ısı enerjisi veya yakıt hücrelerinde okside edilerek elektrik enerjisi eldeedilmektedir. Yakıt hücrelerinde elektrik elde edilmesi Carnot çevriminin sınırlarına tabii olmamakta ve bu
yüzden süreç çok yüksek verim vermektedir. Bu nedenle otomativ endüstrisi yakıt hücresi ile çalışanaraba yapımı konusunda yoğun çalışmalar sürdürmektedir.Hidrojen gazını enerji kaynağı olarak kullanmak isteyen teknolojiler hızla gelişirken, hidrojen gazınındepolanması da her geçen daha çok önem kazanmaktadır. Araçta taşınan normal bir gaz tankı yeterlimiktarda hidrojen depolayamamaktadır. Hedefler, ağırlığın % 6.2’si olarak konmaktadır. Hidrojendepolama teknikleri dört katagoride ele alınmaktadır: sıkıştırılmış gaz, kirojenik sıvı hidrojen depolaması,metalhidritler ve fiziksel soğurma. İlk iki yöntem yapılabilir olmamaktadır.Hidrojen gazının küçük ölçekli sistemlerde yakıt oarak kullanılmasında nanoteknolojiden büyük beklentilermevcuttur. Çeşitli nanoyapılarda verimli bir şekilde depolanan gazın, yine küçük ölçekli yakıt hücrelerindeelekrik enerjisine çevrilerek taşınabilir bilgisayarlarda, telsiz telefonlarda daha uzun süre çalışabilenenerji kaynaklarının yapılması planlamaktadır.Araştırma-Geliştirme Çalışmaları Hidrojen gazından küçük ölçekli sistemler için enerji elde edilmesinde AR-GE çalışmalarının üç konuyayoğunlaşması beklenmektedir: Bunlar i) Suyun analiz edilerek hidrojen gazının elde edilmesi; ii) Eldeedilen hidrojen gazının depolanması; iii) Depolanan gazdan yakıt hücrelerinde elektrik enerjisi eldeedilmesi. Suyun analizi güneş hücreleri ile yapılabilmektedir. Güneş hücrelerinin veriminin artırılmasıyoğun ve sürekli araştırma konusudur. Ilgili disiplinlerce ele alınmaktadır.Dev ekonomiler hidrojen gazının depolanması ve yakıt hücrelerinin geliştirilmesine büyük kaynaklar tahsisederken, bu konuda “Türkiye ne yapabilir?” sorusu önem kazanmaktadır. Ancak bu tip araştırmalardabaşlangıçta fiziksel ve kimyasal mekanizmasının iyi tanımlanması araştırma sonuçlarını çok etkilemekte,bazen küçük ölçekli araştırma programlarından büyük sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu nedenle bukonularda da araştırma faaliyetlerinin ülkemizde zaman kaybetmeden başlatılması gerekir.Hidrojen gazının depolanması ve yakıt hücreleri için nanoteknolojiden destek ve yöntem ithal edilmesikonusu gelecek yıllarda yoğun araştırmalara konu olacaktır. Gelecek on yıl için üniversitelerimizde bukonudaki araştırmaları desteklenmesi gerekmektedir.Temel ve Uygulamalı Araştırmalar HEDEF 1: Hidrojen gazının küçük ölçeklerde depolanması ve yakıt hücreleri konularında uluslararasıçalıştaylar düzenlenmeli ve Malzeme, Kimya ve Fizik Bölümlerinin yüksek lisans eğitim ve tez programlarıiçine alınmalıdır. Ayrıca benzer konularda aktif araştırma yürüten uluslararası kurumlarla işbirliklerikurulmalıdır (2004-2006).HEDEF 2: Üniversite ve Araştırma Enstitülerinde yürütülecek ilgili konulardaki araştırmalar TÜBİTAK veDPT tarafından desteklenmelidir (2004-2014).Sınai GeliştirmeHEDEF 1: Elde edilen araştırma sonuçları değerlendirilip uygun bulunan sonuçlar için KOBİ’ler veyaTeknoparklar yolu ile seri üretime ve pazarlamaya yönelinmelidir (2009-2014). |
