SUDAN HİDROJEN ÜRETİMİ VE EKONOMİDE HİDROJEN NEZİHA TUĞÇE SERT 120106103070

HİDROJEN NEDİR?

Hidrojen bilinen yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir.(Üst ısıl değeri 140.9 MJ/kg ,Alt ısıl değeri 120.7 MJ/kg) 1 kg hidrojen 2.1 kg doğalgaz veya 2.8 kg petrolün enerjisine sahiptir. Petrole veya doğalgaza göre birim yakıt başına hacmi yüksektir.

HİDROJEN ENERJİSİ

Hidrojen geleneksel olarak hidrokarbonlardan ve sudan üretilmektedir. Hidrokarbonlar üretimde %95 oranında etkili olup sonucunda karbondioksit açığa çıktığı için sera etkisi yaratmaktadır. Hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı enerji sistemlerinde atmosfere atılan ürün sadece su veya su buharıdır.

HİDROJEN ÜRETİMİ

HİDROKARBONDAN HİDROJEN ÜRETİMİ Kömür,doğalgaz,benzin gibi fosil yakıtlarla hidrojen elde edilmesi.Buharla reaksiyon yöntemi en çok kullanılan yöntemdir.Burada fosil yakıt nikel esaslı bir katalizörle reaksiyona girer ve sonuç olarak hidrojen ortaya çıkar. CO+H₂O―>H₂+CO₂

SUDAN HİDROJEN ÜRETİMİ

Hidrojen üretimi,geleneksel yöntemlerle üretilen elektrik kullanılarak suyun elektrolizi sonucu gerçekleşir. Hidrojenin ‘temiz’ yöntemlerle elde edilebilmesi,üretim esnasında kullanılan elektriğin yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elde edilmesine bağlıdır. Suyun güneş enerjisiyle üretimi iki grup altında toplanabilir.Bunlar:Termokimyasal süreçler ve Fotokimyasal süreçler.

HİDROJEN ÜRETİMİNİN MALİYETİ Hidrokarbon kökenli maddelerden,sudan,elektroliz veya fotovoltaik yöntemlerle üretilen hidrojen,kömürden üretilen hidrojene kıyasla 3-4 kat fazla maliyet taşımaktadır.

HİDROJENİN DEPOLANMASI

SIVI DEPOLAMA KATI DEPOLAMA

Hidrojen gaz halinde veya sıvı halde veya bir kimyasal bileşik içinde depolanabilir.Fakat düşük yoğunluklu olduğundan çok yer kaplar bu sebeple basınçlı tanklarda sıkıştırılmış olarak depolanır. Sıvı hidrojen daha az yer kaplar fakat sıvılaştırılmanın yapılabilmesi için çok yüksek enerji gerekir. Katı şekilde depolamanın yapılması için metal hibritler kullanılmaktadır.Hidrojen gazı metal hibrit tarafından sünger gibi içine çekilerek depolanır.Fakat metal hibritler çok ağırdır.

HİDROJENDEN ENERJİ ELDE EDİLMESİ Hidrojenden şu yöntemlerle de enerji elde edilebilir; Yakma ve Yakıt Pilleri Yakma:Hidrojen,benzin ve doğalgaz gibi yakılabilir.Bu yakıtlardan üstünlük olarak karbondioksit açığa çıkmaz. Yakıt Pili:Elektrolizin tam tersidir.Hidrojen ve havadaki oksijen birleştirilerek elektrik akımı elde edilir.

YAKIT PİLLERİ

YAKIT PİLİ NASIL ÇALIŞIR?

Sistem 3 ana parçadan oluşur. Anot katot ve proton değiştirme plakası Sistem 3 ana parçadan oluşur.Anot katot ve proton değiştirme plakası.Anota gelen Hidrojen molekülleri elektronlarına ayrılır.Proton,proton değiştirme plakası tarafından çekilir ve plakanın içinden geçerek katottaki bulunan havanın içindeki oksijenle birleşir. Anotta biriken elektronlar anot ile katot arasına kurulan kapalı bir devre teşkil ettiğinde,bu devre üzerinde akarak katotta birleşip saf su meydana getirerek bu çevrimde ısı,saf su,elektrik enerjisi elde edilerek çevrim tamamlanır.

PEM YAKIT PİLİ

PEM yakıt pili,platin ile kaplanmış iki elektrolitin arasına preslenmiş proton ileten katı elektrolitten oluşur.Burada elektrolit,anotla katot arasında bir gaz sütunu oluşturarak anottan katoda doğru hidrojen iyonlarının taşınmasını sağlar. PEM’lerin çalışma sıcaklığı 80-90 °C gibi düşük sıcaklılarda ve çalışma basınçları da 1-8 atm arasındadır.

PEM Yakıt Pili Fiyatları PEM’ler 350 MW/cm² gibi bir güç yoğunluğuna sahiptir ve şu anda 100-500 W aralığında elde edilebilir durumdadır. Yatırım maliyeleri 5.000-13.000 $arasında değişmektedir.

HİDROJENİN DİĞER YAKITLARLA KARŞILAŞTIRILMASI Hidrojen, üretim,dağıtım,güvenlik yönünden benzinle kıyaslandığında temizdir,yenilenebilirdir,sağlıklıdır. Hidrojen,doğalgazla aynı şekilde depolanabilir, doğalgazdan hidrojen üretimi yapılabilir. Hidrojenin kullanım amacı çevre ve enerji sorunlarına çözüm üretmekse önemli olan seçilecek yöntemdir. Amaç hava kirliliğinin azaltılması ise termik santrallerin kullanılması uygun değildir,eğer göz önünde tutulması gereken faktör maliyetse, elektrik üretimindeki maliyet yüksek olduğundan elektroliz yapılması uygun değildir.

SONUÇ Hidrojenin yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elde edilip yakıt pilinde yakılması hem çevreci hem de verimli bir yöntemdir. Hidrojen için gereken elektrik üretiminde temiz ve yenilenebilir (rüzgar,güneş,hidroelektrik) enerji türlerine yönelip,AR-GE çalışmaları arttırılmalıdır.

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM

KAYNAKÇA http://docplayer.biz.tr/6109216-Hidrojen-enerjisi-ve- gelecegi-ogr-gor-levent-gokrem-gaziosmanpasa- universitesi-tokat.html http://cevre.beun.edu.tr/dersnotu/yakitpilleri/cev346- yakit-pilleri.pdf http://enerjiuretimsistemleri.blogspot.com.tr/2011/10/ sudan-hidrojen-uretimi-ve-enerji.html?m=1