Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Bilim insanları, 2050 yılına kadar net sıfır karbon emisyonu hedefine uygun olarak, su elektrolizi yoluyla üretimine ve ulaşım için yakıt hücrelerinde kullanımına odaklanarak, iklim değişikliğiyle mücadele etmek için temiz bir enerji kaynağı olarak hidrojeni araştırıyor."
Science Simplified: What Is Hydrogen Energy?
Hidrojen Enerjisi Nedir?
İklim değişikliğinin etkilerinin görülmeye başlamasıyla birlikte gezegenimiz rekor düzeyde sıcak hava dalgaları, eşi benzeri görülmemiş fırtınalar, tarihi kuraklıklar ve orman yangınlarıyla karşı karşıya kalmaktadır. Bilim insanları bu olayları atmosferdeki karbondioksit gibi sera gazlarıyla ilişkilendiriyor ve bu gazların büyük bir kısmı insan faaliyetleriyle üretiliyor.
Peki ya uçaklarımız ve arabalarımız çevreye zararlı sera gazları salmak yerine güneşten ya da rüzgârdan elde edilen elektriği kullanarak sudan üretilen yakıtla çalışabilseydi? Ya bu yenilenebilir yakıt elektrik şebekesine yedek güç sağlayabilir ve ülke genelindeki yakıt istasyonlarından satın alınabilirse?
Bu Bilim 101 videosunda bilim insanları Debolina Dasgupta ve Nancy Kariuki hidrojen enerjisinin bilim, teknoloji ve uygulamalarını anlatıyor. Hidrojen en basit kimyasal element veya atom türüdür ve gezegenimizdeki suda bol miktarda hidrojen bulunmaktadır. Su döngüsü tarafından doğal olarak yenilenir ve yakıt olarak kullanıldığında hiçbir zararlı emisyona yol açmaz. Bu nedenlerle hidrojen, ulaşımdan şebekeye kadar çeşitli sektörlerde daha temiz bir çevrenin teşvik edilmesinde ve sera gazı emisyonlarının azaltılmasında önemli bir rol oynayabilir. ABD Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim insanları, hidrojen üretim maliyetini düşürmek ve hidrojenle çalışan araçlar için uygun fiyatlı yakıt hücreleri geliştirmek amacıyla dünya standartlarındaki tesislerden ve uzmanlıktan yararlanmaktadır. Ayrıca sera gazı emisyonlarını en aza indirmek için hidrojen üretimi, nakliyesi, depolanması ve kullanımı yöntemlerini değerlendiriyorlar.
Bilim insanları, daha temiz bir çevrenin teşvik edilmesinde ve ABD'nin 2050 yılına kadar net sıfır karbon emisyonuna ulaşma hedefinin gerçekleştirilmesinde, diğer bir deyişle karbonun salındığı oranda atmosferden uzaklaştırılmasında önemli bir rol oynamayı vaat eden hidrojenin içindeki enerjiyi kullanarak bu vizyonu gerçeğe dönüştürmek için çalışıyorlar.
Hidrojen en basit kimyasal element ya da atom türüdür. Sadece bir proton ve bir elektrondan oluşur. Aynı zamanda en bol bulunan elementtir ve evrendeki bilinen maddenin yaklaşık %75'ini oluşturur. Suda ve canlılarda büyük miktarlarda hidrojen bulunur.
Gezegenimizdeki suyun içinde bol miktarda hidrojen bulunmaktadır ve su döngüsü tarafından doğal olarak yenilenmektedir. Yakıt olarak kullanıldığında karbon salınımı yapmaz, bu da onu umut verici bir temiz enerji kaynağı haline getirir. Kaynak: Argonne Ulusal Laboratuvarı
İki hidrojen atomundan oluşan hidrojen molekülü, karbonsuz enerji üretmek için kullanılabilir. Hidrojen molekülleri çok fazla enerji taşır; bir kilo hidrojen, bir kilo benzin veya dizelin neredeyse üç katı enerji içerir.
Ancak hidrojen molekülleri Dünya'da bol miktarda bulunmaz ve atmosferimizin %0,0001'inden daha azını oluşturur. Bu nedenle hidrojenin, onu içeren diğer maddelerden üretilmesi gerekir. Fosil yakıt kullanmadan hidrojen üretmenin en yaygın yolu, elektrik kullanarak suyu (H2O) hidrojen (H2) ve oksijene (O2) ayırmaktır. Su elektrolizi olarak adlandırılan bu süreç, elektrik nükleer veya rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerjiden elde edilebildiği için karbonsuz hidrojen üretimi için umut verici bir seçenektir. Bilim insanları ve mühendisler, su elektroliziyle üretilen hidrojeni iyileştirmek ve maliyetini düşürmek için çalışmaktadır.
Elektrolizde su anotta oksijen, hidrojen iyonları ve elektronlar oluşturmak üzere ayrılır. Bir elektrolit malzeme hidrojen iyonlarının geçmesine izin verir, ancak elektronları katoda ayrı ayrı akmaya zorlar, burada ikisi yakıt olarak kullanılmak üzere hidrojen gazı oluşturmak için yeniden birleşir. Kaynak: Argonne Ulusal Laboratuvarı
Ayrıca fotosentez gibi biyolojik süreçlerden yararlanarak ve bunları taklit ederek güneş enerjisini ve suyu doğrudan hidrojene dönüştüren yöntemler geliştiriyorlar.
Hidrojeni üretildikten sonra enerji için kullanmanın birkaç yolu vardır. Bunlardan en öne çıkanı, hidrojen ve oksijende depolanan kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştüren yakıt hücreleridir. Benzin yakıtlı motorların aksine, karbondioksit gibi zararlı emisyonlar yoktur. Ve akülerden farklı olarak, yakıt hücresi sistemleri yeniden şarj için uzun duruş süreleri gerektirmez. Benzinli motorlar gibi yakıt ikmali yapılır, ancak hidrojen ile.
Hidrojen yakıt hücrelerinde kullanılabilir veya motorlarda yakıt olarak yakılabilir. Bilim insanları ve mühendisler, ulaşımda ve şebekede fosil yakıtların kullanımının yerini alabilecek bu teknolojileri geliştirmek için çalışıyorlar. Kaynak: Argonne Ulusal Laboratuvarı
Otomobiller, kamyonlar, forkliftler, otobüsler, gemiler ve trenler için geliştirilmekte olan bir tür hidrojen yakıt hücresi, hidrojen moleküllerini elektron ve protonlara ayırır. Elektronlar bir elektrik devresi boyunca akmaya zorlanarak kullanılabilir bir elektrik kaynağı oluşturur. Bu arada protonlar bir zardan geçerek elektronlarla birleşir ve havadaki oksijen molekülleriyle tepkimeye girerek tek emisyon olan suyu üretir.
ABD Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim insanları, hidrojen bilimi ve teknolojisini ilerletmek için dünya standartlarındaki tesislerden ve uzmanlıktan yararlanıyor. Araştırmacılarımız hidrojen üretiminin maliyetini düşürüyor, hidrojenle çalışan araçlar için uygun fiyatlı yakıt hücreleri geliştiriyor. Ayrıca sera gazı emisyonlarını en aza indirmek için hidrojen üretimi, taşınması, kullanımı ve depolanması yöntemlerini değerlendiriyorlar.
ABD Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı, 6 Nisan 2024,SciTechDaily
Mustafa Tamer, 05.06.2024, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans:
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.