II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

168
Yakıt hücresi sistemleri; bir yakıt işlemcisi, enerji dönüşüm aygıtı (yakıt hücresi
veya yakıt hücresi yığını), akım dönüştürücü ve ısı işlemcisinden oluşur.
Yakıt hücrelerinde geliştirilmekte olan konular şöyledir; Hücrelerin yığın haline
getirilme şekli (3 tip vardır: tüpsel, düzlemsel ve monolitik); 1000°C deki çalışmalar
için bipolar katalizör ve ara bağlantı malzemeleri; Yüksek sıcaklıkta çalışabilecek
elektrot malzemeleri ve elektrolitlerin geliştirilmesi.
Yakıt pillerinde halen geliştirilmesi gereken noktalar şunlardır; Daha iyi bir performans
(daha yüksek voltaj, süreklilik, başlatma, uzun ömür); Kire ve toza duyarlılık;
Düşük maliyet (materyal, üretim süreçleri, üretim yelpazesi, daha basit sistemler);
Daha uzun ömür/kalıcılık; Hidrojen altyapısı (hidrojen üretimi, depolama, taşıma,
dağıtım, teknik ve sosyo-ekonomik boyut).
Hidrojenin Depolanması
Hidrojenin depolanmasında amaç: En güvenli, verimli ve ekonomik hidrojen depolama
yöntemini ve depolayıcı malzemeyi geliştirmek. Seçenekler: Katı halde, sıvı
halde veya gaz halde depolama.
Sıvı halde depolama gaz halde depolamaya göre daha yüksek enerji yoğunluğuna
sahip olması bakımından avantajlı görünürken, sıvılaştırma işlemi için gereken -253
°C kadar soğutma mecburiyeti enerji kaybına yol açar. Katı halde depolama diğer
iki yönteme göre daha umut verici görünmektedir.
Katı halde depolama yöntemleri içinde ise metal hidrürler; yüksek depolama kapasiteleri,
yüksek hacimsel enerji yoğunlukları, yüksek güvenlikleri, düşük basınçlı
işlemleri gerektirmeleri açısından tercih edilebilir görünmektedir. Ancak, maliyetleri
en az %50 azaltılmalı, hidrojen geri bırakım sıcaklığı en azından 100 °C’nin altına
düşürülmelidir.
Hidrojenin Taşınması
Seçenekler: Boru hatlarıyla veya araçlarla taşıma.
Boru hatlarıyla taşıma; orta mesafeler (10 km’ye kadar) veya daha büyük mesafeler
(200 km) için uygundur. Hidrojen gevrekliği nedeniyle çelikçe az malzeme kullanılmalıdır.
Hidrojen sızdırmazlığı sağlanarak yorulma gerilmelerine maruz kalan
parçalar dikkatli seçilmelidir. Doğal gazla karşılaştırıldığında aynı enerji için daha
büyük çaplı borular ve sıkıştırma gücü gereklidir. Fakat basınç kaybının daha az
oluşu sayesinde, yeniden sıkıştırma istasyonu sayısı da yarı yarıyadır. Ekonomik
olarak büyük ölçekli iletimde daha maliyetli olmasına rağmen, 1000 km’nin üzerine
çıkıldığında elektrikten daha ekonomik hale geldiği göze çarpmaktadır. Amerika’da
720 km, Avrupa’da 1500 km hidrojen boru hattı sorunsuzca iletim sağlamaktadır.
210 km’lik hatta (Ruhr bölgesi) 50 yıldır tek bir kaza olmamıştır. En uzun hat 400
km ile Fransa ve Belçika arasındadır.
Araçlarla taşıma; kısa mesafeler için idealdir.