Ya arabalar suyla çalışabilseydi! Geleceğin otomotiv yakıtı su olabilir mi?

Su, araçları itmek için doğrudan kullanılamaz. Ancak hidrojen ve oksijene ayrıştırılabilir ve izole edilen hidrojen yakıt hücrelerine güç sağlayabilir.

HİDROJENLE ÇALIŞAN ARAÇLAR

Sıvı haldeyken su, itme için gereken mekanik veya kimyasal enerjiye sahip değildir. Geçmişte, otomobillerin ilk yıllarında kömürle çalışan buharlı motorlar şeklinde orta düzeyde başarıyla kullanılmıştır.

Ancak modern dünya büyük sürdürülebilirlik sorunlarıyla karşı karşıya kalırken, otomobil endüstrisi başka yakıt kaynaklarına yöneliyor.

Elektrikli arabalar şu anda sektördeki bir sonraki büyük şey olsa da, bunların gerçekten çevre dostu olup olmadığı tartışması hala devam ediyor. Bu belirsizlik göz önüne alındığında, su kadar bol bir kaynağı araçlara güç vermek için kullanmanın bir yolu var mı?

Buhar makinelerinde, su, kömür kullanılarak buhara dönüştürülerek faydalı hale getirilir. Bu, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı sürdürerek, onu modern kullanım için sürdürülemez hale getirirken, yakıt hücrelerine güç veren hidrojen, suyun kendisinin bir bileşen unsurudur.

Hidrojen, otomotiv uygulamalarında umut vadeden bir tahrik sistemidir. Yakıt olarak hidrojen, otomotiv tahrikinde büyük umut vadetmektedir.

Yakıt olarak hidrojen, otomotiv tahrikinde büyük bir umut vadetmektedir. Ayrı tasarımlarda, motorları çalıştırmak için elektrik üretmek ve modifiye edilmiş IC motorlarında yakıt yakmak için kullanılmıştır.

Otobüsler ve kamyonlar gibi ticari taşımacılıkta ve hatta özel ulaşım araçlarında bile halihazırda kullanım alanı bulmaktadır. Hidrojen üretmenin zorlukları nedeniyle, bu format elektrikli ve fosil yakıtlı muadilleri kadar popüler değildir.

HİDROJEN YAKIT HÜCRELERİ VE ARAÇLARDA SUYUN ROLÜ

Hidrojenle çalışan araçlarda suyun rolünü anlamak için hidrojen yakıt hücrelerinin çalışma şeklini anlamak çok önemlidir. Hidrojen yakıt hücreleri, motorları çalıştıran elektriği üretmek için kimyasal enerji kullanır. Bu teknolojiyle çalışan araçlara Yakıt Hücreli elektrikli araçlar (FCEV'ler) da denir.

Yakıt hücrelerinin birçok türü olmasına rağmen en yaygın kullanılanları polimer elektrolit membranlı yakıt hücreleridir.

HİDROJEN KAYNAĞI – YAKIT HÜCRELERİNİN BÜYÜK BİR OLUMSUZ YÖNÜ

Yakıt hücreleri, araçtaki tanklarda depolanan hidrojenle beslenir. Fosil yakıtlar gibi hidrojen de tükenir ve yenilenmesi gerekir. Hidrojen, yakıt hücresinin içinde yerinde üretilebilir veya dışarıdan sağlanabilir. Hidrojenin üretimi pahalıdır ve bu uygulanamazlığı hidrojen yakıt hücrelerine aktarır.

Günümüzde doğal gaz, hidrojenin en büyük kaynağıdır. Bu işlem, doğal gazı aşırı ısıtılmış buharla reaksiyona sokmayı içerir ve bunun sonucunda hidrojen, karbon monoksit ve karbondioksit üretilir. FCEV sera gazı emisyonlarından yoksun olsa da, bunların yukarı akış süreçlerinde bulunması onu uzun vadeli kullanım için uygunsuz hale getirir.

Diğer hidrojen kaynakları arasında suyun elektrolizi ve hammadde gibi organik maddelerin pirolizi gibi ısıya dayalı işlemler yer alır. Bu yöntemler oldukça pahalıdır ve bu da onları büyük ölçekli dağıtım için uygunsuz hale getirir.

HİDROJEN ÜRETİMİNDE HAMMADDE OLARAK SUYUN ÖNEMİ

Su, yalnızca hidrojen yakıt hücrelerindeki bir reaksiyonun son ürünü değil, aynı zamanda hidrojenin kendisi kaynağıdır. Bu, yakıt hücrelerinden gelen 'egzoz' suyunun, yakıt hücresi işlevi için gerekli olan hidrojeni üretmek üzere elektrolize edildiği bir döngü yaratabilir.

Bu gibi durumlarda, dış kaynaklardan hidrojene bağımlılık daha da azalır ve aracın karbon ayak izi daha da azalır. Teorik olarak böyle kendi kendine yeten bir sistem yaratmak mümkün olsa da, termodinamiğin ikinci yasasına göre, bir miktar enerji kaybı yaşamadan kendi kendine yeten bir sistem yaratmak imkansızdır.

Bu nedenle, bir döngü mimarisinin ilk bakışta fark edilmeyen eksiklikleri olabilir.

FCEV'LERİ KULLANMANIN FAYDALARI

Yakıt hücrelerinin kullanılmasının en büyük avantajı, zararlı egzoz emisyonlarının anında ortadan kaldırılmasıdır. Yakıt ikmal sürelerinin fosil yakıt eşdeğerleri kadar düşük olmasının yanı sıra, üstün yakıt ekonomisine de sahiptirler. Ortalama bir FCEV, hidrojen tankını 5 dakikadan kısa sürede doldurabilir ve 70MPGe (mil/galon benzin eşdeğeri) aralığında yakıt verimliliği sağlayabilir.

Bu da onları, şu anda düşük menzil ve yüksek şarj süreleri gibi sorunlarla boğuşan elektrikli araçlara göre oldukça rekabetçi bir alternatif haline getiriyor.

Gelecekte, sürdürülebilir şekilde üretilen hidrojen, elektrikli araçlar gibi diğer alternatif tahrik sistemlerinin eksikliklerine bir çözüm sunabilir.

FCEV'LERİN ZORLUKLARI

Yakıt hücreli araçlar ne kadar umut verici olsa da, büyük ölçekte konuşlandırılamazlar. FCEV'lerin karşılaştığı en büyük zorluk, hidrojenin sürdürülebilir ve ucuz üretimidir. Dağıtımı ve kullanımı, otomobil üreticilerini seçeneği çok derinlemesine araştırmaktan caydıran bir diğer zorluktur.