Hidrojen Yakıt Hücresi ve Çalışma Prensibi

0

Hidrojen yakıt hücresi, ülkemizin ve gezegenimizin temiz enerjiye ulaşmasında güvenilir, sürdürülebilir, uzun vadeli bir yöntemdir.

Yakıt hücresi, hidrojen ve oksijeni bir elektrokimyasal reaksiyonla birleştirerek kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesini sağlayan elektrokimyasal bir pildir.

Anot, katot ve bu iki elektrot arasındaki elektrolitten oluşan yakıt hücresinin her bir birimine membran elektrot grubu (MEA) da denilmektedir. Her bir yakıt hücresi 1 voltun altında elektrik üretmekte olup yüksek gerilim elde etmek için yüzlerce yakıt hücresi seri olarak birbirine bağlanmalıdır. Bu serilere ‘yakıt hücresi ünitesi’ adı verilmektedir. Yakıt hücrelerinde reaksiyon hızını arttırmak için katalizör kullanımı da söz konusudur.

hidrojen yakıt hücresi

Neden Hidrojen ?

Hidrojen enerjisi üretiminde su haricinde hiçbir atık ortaya çıkmamakta, sera gazı ve karbon emisyonu oluşmamaktadır. Hidrojen taşınırken, depolanırken ve kullanılırken çevreye zararlı etkilere sebep olmamaktadır.

Hidrojen, evrende en çok bulunan elementtir. Fosil yakıtlarda olduğu gibi tükenme tehlikesi taşımamaktadır. Hidrojen enerjisi üretiminde güneş, rüzgar gibi diğer yenilenebilir enerji kaynakları kullanılabilmektedir.

Hidrojen yerel ve doğal kaynaklardan üretilebilmektedir. Bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahip olan hidrojen, petrol yakıtlarına göre ortalama 1.33 kat daha verimlidir.

Sanayi tesislerinde, elektrik santrallerinde, konutlarda güvenle kullanılabilen hidrojen, yüksek verimliliği ve düşük emisyonuyla motorlu taşıtlar için de ideal bir alternatiftir.

Yakıt Hücresi
Yakıt Hücresi

Yakıt Hücresinin Çalışma Prensibi

Bir elektrokimyasal dönüşüm aygıtı olan yakıt hücresinin çalışma prensibi oldukça basittir. Yakıt hücresine anottan hidrojen, katottan ise hava yani oksijen girmektedir. Hidrojen, yakıt hücresinin katmanlarından geçerken proton ve elektronlarına ayrılmaktadır. Elektron geçişini engelleyen elektrolit, yalnızca protonların katot elektrota ulaşmasına izin vermektedir. Elektron ise harici bir devre sayesinde elektrik akımı ve ısı enerjisi oluşturmaktadır. Katotta harici devreden gelen elektron ve hidrojen protonları oksijenle birleşerek tek atık olan suyu oluşturmaktadır.

Yakıt Hücresi Çalışma Prensibi
Yakıt Hücresi Çalışma Prensibi

Yakıt Hücresinin Sınıflandırılması

Yakıt hücreleri genellikle kullanılan elektrolitlerin cinsine göre sınıflandırılır. Uygulamada en sık karşılaşılan yakıt hücresi çeşitleri;

-Alkalin,
-Proton değişim membran,
-Direkt metanol,
-Fosforik asit,
-Erimiş karbonat
-Katı oksit

Bu çeşitlilik temel çalışma prensibini etkilemez, ancak performansların ve uygulama alanlarının farklılaşmasına yol açar.

Yakıt Hücresinin Geleceği

Yakıt hücreleri bugün dev elektrik santrallerinden dizüstü bilgisayarlara, endüstri tesislerinden otomobillere çok geniş kapsamda enerji üretimi için bir çok alanda kullanılabilmektedir.

Günümüzde çoğu araçta kullanılan petrol yakıtının yerini gelecekte hidrojen ile otomobillerimize güç verecek yakıt hücresi teknolojilerine bırakması öngörulmektedir.  Birçok araç üreticisi aktif olarak yakıt hücresi teknolojilerini araştırmakta ve geliştirmektedir. Yakıt hücreleri, pille çalışan hemen hemen tüm taşınabilir cihazlara güç sağlayabilir. Dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları, video kaydediciler ve işitme cihazları gibi teknolojik ürünler taşınabilir yakıt hücreleri ile çalışabilmektedir.

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.