II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

82
Hidrojeni sudan veya hidrokarbonlardan ayırırken hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın
temel problem yöntemin ekonomik ve temiz olmasıdır. Amerikan Enerji Bakanlığı
2002 yılında 2010 için koyduğu vergisiz 1,5$/gge maliyet hedefini 2005
yılında 2015 için 2-3$/gge’ye yükseltmiştir. Burada gge (galon gasoline equivalent)
1 galon benzin eşdeğerini ifade etmekte ve 1 kilogram hidrojen yaklaşık olarak
1 galon benzine eşdeğer enerji taşıdığından zaman zaman kg da kullanılmaktadır.
2002’de belirlenen maliyet hedefi doğalgaz reformasyonu temel alınarak oluşturulurken
2005’te konulan hedef üretim metodundan bağımsız olarak tanımlanmıştır.
2005’te konulan 2-3 $/kg güncel hedefi Amerikan Ulusal Bilimler Akademisinin
(NAS) yakıt verimlilik faktörleri ve Enerji Bilgi İdaresi’nin (EIA) 2015 için belirlediği
“high A” benzin fiyat projeksiyonu temel alınarak oluşturulmuştur[1].
Elbette bu kararda Amerikan ekonomisinin dışarıdan sınırlı petrol arzına bağımlılığı
ve dünyadaki talep artışı dolayısıyla petrol fiyatlarının yükselmesi rol oynamıştır.
Ülkemiz için de durum enerji bağımlılığı ve güvenliği açısından pek farklı değil
hatta daha da kritiktir. Bu nedenle hidrojen üretim teknolojileri üzerine çalışmaların
önemi artmaktadır.
Düşük maliyetli ve temiz hidrojen üretim yöntemlerinden biri de yenilenebilir enerji
desteği ile de kullanılabilecek olan elektrolizdir. Son yapılan bağımsız araştırmalara
göre günümüzde bu yolla üretilen hidrojenin maliyeti sıkıştırma, depolama ve dağıtım
dahil merkezi olmayan (distributed) sistemler için 4,90-5,70$/kg iken, sıkıştırma,
depolama, dağıtım hariç merkezi sistemler için 2,70-3,50$/kg arasında değişmektedir.
Bu rakamlarla hedef rakamlar arasında çok büyük bir fark olmaması elektroliz
sistemlerinin araştırma çalışmaları açısında umut vermektedir. Son yıllarda suyun
elektrolizinde elektrolizör verimleri %70’lerden %90’lara çıkmıştır [2,3].
Su (H2O) yerine hidrojen sülfürün (H2S) elektrolizi ise maliyet hedeflerine daha
kolay ulaşılabilmesine olanak sağlayabilir. Bunun ilk ve en önemli sebebi normal
şartlarda su için serbest oluşum enerjisi 237,1 kj/mol iken hidrojen sülfür için 33.4
kj/mol olması yani hidrojen sülfürün elektrolizi için gereken enerjinin çok daha az
olmasıdır. Diğer bir etken ise Hidrojen sülfürün elektrolizi sonucu elde edilecek
kükürdün de katma değeridir.
Hidrojen Sülfür (H2S), ham petrolde, doğal gazda, volkanik gazlarda ve termal
kaynaklarda doğal olarak bulunduğu gibi aynı zamanda gıda, deri, kağıt ve kimya
endüstrilerinde çeşitli proseslerde üretilmektedir. Ayrıca Karadeniz, Dünyadaki en
büyük H2S kaynaklarından biridir. Karadeniz’in oksijensiz sularında bakteriler tarafından
üretilen H2S rezervinin 4,6 milyar ton olduğu bildirilmiştir[4]. Endüstride
proseslerde oluşan hidrojen sülfürü gidermek için bir kısmi oxidasyon yöntemi olan
Claus prosesi kullanılmaktadır. H2S, hidrojen ve kükürt elementlerinin birleşmesinden
oluşan renksiz, yanıcı ve bozulmuş yumurta kokusuna sahip zehirli bir maddedir.