Hidrojen yakıtı tehlikeli midir?

Hindenburg zeplin 6 Mayıs 1937'de Lakehurst, NJ'deki rıhtımına yaklaştığında, yolcu güvertelerini havada tutan keşif balonu hidrojenle doluydu. Evrendeki en basit ve en bol bulunan bu element, etrafında dönen tek elektronlu bir protona sahiptir. Hidrojen ayrıca tüm elementlerin atomik olarak en az ağırlığındadır. Oksijen ve bir ateşleme kaynağı eklendiğinde büyük miktarda enerji yaratarak oldukça etkili olabilir. Hindenburg patladığında, dünya hidrojenin gücüne tanık oldu.

O Mayıs akşamı Hindenburg yanaşırken, keşif balonunun dış derisi statik bir kıvılcıma maruz kaldı. Birkaç saniye içinde alevler hava gemisini parçaladı ve onu bir alev topuna ve bükülmüş metale dönüştürdü. Felakette otuz altı kişi hayatını kaybetti [kaynak: Ulusal Arşivler ]. Ve Hindenburg ne kadar hızlı yandıysa, halkın hidrojen hakkındaki görüşü de o kadar hızlı yandı. Felaketi takip eden on yıllar boyunca, hidrojene şüphe ve hatta alarmla bakıldı. [kaynak: Edwards ] elementiyle ilgili olarak geliştirilen bir "hidrojen korku faktörü" .

­

Bugün, muhtemelen azalan bir küresel petrol arzı ve bu petrolden kaynaklanan kirletici emisyonların artmasıyla ilgili endişeler arttıkça, enerji araştırmacıları hidrojeni bir yakıt kaynağı olarak yeniden gözden geçiriyorlar . Kesinlikle çok büyük vaatleri var: Hidrojen çok az sera gazı (GHG) salıyor veya hiç salmıyor. Başlıca yan ürünleri su buharı ve ısıdır. Hidrojen, herhangi bir yakıtın ağırlığına göre en yüksek enerji çıkışına sahiptir [kaynak: CECA ]. Ve bol; Hidrojen, doğal gazdan suya kadar birçok kaynaktan üretilebilir.

Ancak soru hala devam ediyor: Hidrojen yakıtı arabalarımız için güvenli bir enerji kaynağı mı? Hidrojen nasıl yakıt olarak kullanılabilir? Sonraki sayfada hızlı bir başlangıç ​​var.

­

Hidrojen aslında bir enerji kaynağı değildir - bir enerji taşıyıcısıdır [kaynak: CECA ]. Hidrojen, üretildiğinde oluşan enerjiyi taşır. Elektriğe benzer : Elektriği yakamayız (bir enerji taşıyıcısıdır), ancak doğal gaz veya petrol gibi enerji kaynaklarını yakarak elektrik üretilebilir. Daha sonra elektrik bu enerjiyi evinizdeki prizler gibi başka yerlere taşır.

Bu, kabaca konuşursak, enerji taşıyıcısına taşıması için enerji verilmesi gerektiği anlamına gelir. Yani hidrojen yapmak için enerji yaratmalıyız. Bu, birincil yakıt kaynağımız olan yağı elde etmenin geleneksel yönteminden çok daha kolaydır. Petrol elde etmek, rezervleri delmeyi , onu yerden pompalamayı, rafine etmeyi ve benzin istasyonuna göndermeyi gerektirir. Hidrojeni yakıt kaynağı olarak kullanarak, esasen kendi yakıtımızı üretebilir ve tüm bu adımları ve belki de petrolün neden olduğu jeopolitik çekişmeyi ortadan kaldırabiliriz.

Hidrojen, reforming olarak bilinen bir süreçle yaratılır . Doğal gaz veya başka bir karbon bazlı yakıt kaynağı yakarak bir enerji transferi aracı olarak hidrojen üretebiliriz. Aslında, metan reformasyonu (doğal gaz yakarak hidrojeni hidrokarbonlardan ayırmak) şu anda hidrojen yakıtı üretmenin en uygun yöntemidir. Ancak bu yöntemle, sera gazı (GHG) emisyonları söz konusu olduğunda, ilk kareye geri döndük. Hidrojenden enerji aktarma süreci temiz olsa da, hidrojen yaratma süreci yine de fosil yakıt yakacak ve sera gazı salacaktır.

Elektrik üretmenin daha temiz yolları olduğu gibi (hidroelektrik güç gibi), hidrojen de rüzgar veya güneş enerjisi yoluyla temiz bir şekilde oluşturulabilir - hatta algleri yiyen ve atık ürün olarak hidrojen üreten mikroplar aracılığıyla [kaynak: NREL ]. Araştırmacılar bu yöntemleri fosil yakıtları yakmadan hidrojen üretmenin güvenilir yolları olarak değerlendiriyorlar. Ve diğerleri, arabanıza güç sağlamak için bu üretilen hidrojeni kullanmanın en iyi yolunu buluyor.

Otomobil mühendisleri hidrojen yakıt hücreleri tasarladılar . Bu yakıt hücreleri, elektrokimyasal dönüşüm yoluyla aracınıza güç sağlamak için elektrik üretir . Saf kimyasal element hidrojen, elektrik üreten bir süreç olan proton ve elektronuna bölünür. Oksijenle karıştığında, işlemin yan ürünü sudur. Bir yakıt hücresi, bir arabaya güç sağlamak için kendi başına yeterli elektrik üretemediğinden, yakıt hücresi yığınları oluşturmak için hücrelerin bir araya getirilmesi gerekir [kaynak: Fuel Economy.gov ]. Birkaç yığını bir araya getirdiğinizde, arabanız yakınlaşabilir.

Bununla birlikte, büyük bir sorun var: hidrojeni aracınızda depolamak. Bazı yöntemler zaten kullanılıyor. Hidrojen, yüksek basınçlı bir gaz veya kriyojenik hidrojen gibi aşırı soğuk bir sıvı şeklinde depolanabilir . Bu, yakıt pompalarında hidrojen depolamak için işe yarar, ancak arabanızda yakıt taşımak için pratik değildir. Kriyojenik hidrojen sıvısı, yakıtı soğuk tutmak için ekstra bir yerleşik sistem gerektirir. Bu, aracın enerji verimliliğini etkileyen ağırlık katacaktır.

Araştırmacılar hala bir yakıt kaynağı olarak hidrojeni depolamanın ve kullanmanın en uygun yollarını araştırıyorlar. Bu araştırmanın bir kısmı, halkın hidrojen yakıtı korkularını ortadan kaldırmayı içeriyor. Bilim, hidrojen yakıtı bulmacasını çözebilir, ancak sürücüler hala bir çamurluk bükücünün ardından beyaz-sıcak alev topu içinde canlı canlı yandıklarını hayal ederse, o zaman kim hidrojen yakıtlı bir araba satın alır ki? Belki bir sonraki sayfa endişelerinizi giderir.

Çoğu durumda hidrojen, şu anda arabalarımıza güç sağlamak için kullandığımız yakıttan daha güvenlidir. Karbon bazlı yakıtlar sıvı olarak yayılma eğilimindedir ( pompada üzerinize benzin döküp dökmediğinizi çok iyi bilirsiniz ). Yandığında, geleneksel yakıt sıcak kül üreterek radyan ısı oluşturur. Hidrojende durum böyle değil. Saf haliyle, hidrojen karbon yakmaz ve sıcak kül üretmez ve çok az radyan ısı [kaynak: RMI ]. Dahası, hidrojen sızdığında hızla atmosfere yükselir, bu nedenle yakmak için daha az zamanı olur [kaynak: Princeton ].

Peki ya Hindenburg? Hidrojen yakıtının hem savunucuları hem de karşıtları, tartışmalarında talihsiz keşif balonuna kilitlendiler. Muhalifler bunu uyarıcı bir hikaye olarak işaret ederken, savunucuları bunu hidrojen için aklanma olarak görüyorlar.

Hindenburg'daki hidrojen kesinlikle inanılmaz bir güçle yanmış olsa da, felaketi yaratan hidrojen değildi - alüminyum tozuydu. Güneş ışığını yansıtmak için , Hindenburg'un derisi, roket yakıtına [kaynak: RMI ] eşdeğer bir form olan bu tozla kaplandı . Ve keşif balonunun cildini oluşturan pamuklu kumaş, son derece yanıcı asetat [kaynak: ABC ile su geçirmez hale getirildi.]. Hidrojen savunucuları ayrıca, Hindenburg felaketindeki alevlerin, element çok hafif olduğu için dışarı çıkmak yerine yukarı doğru yandığına dikkat çekiyor. Bu, altındaki taşıyıcıdaki yolcuları alevler tarafından nispeten rahatsız edilmedi. 36 Hindenburg ölümünün otuz beşi, yolcuların hava gemisinden atlamalarının sonucuydu; gemide kalanların hepsi hayatta kaldı [kaynak: RMI ].

Hidrojen yakıt depolamasının sunduğu zorluk, gelecek nesiller için hidrojene karşı uyarıcı bir hikaye olmayacağı kanıtlanmayacak depolama tankları yaratmanın yollarını bulmaktır. Başka bir deyişle, bir araba kazasında hidrojenin patlamasını önlemek için en iyi depolama tankını ne yapar?

­

Çelik tanklar bir olasılıktır. Otomobillerde hidrojen gazı için güvenilir taşıyıcılar olarak hizmet edecek kadar güçlüler. Bir kaza meydana gelirse, çelik bir tank muhtemelen delinmeden veya yırtılmadan bir darbeye dayanabilecektir. Ancak çelikle ilgili bir problem, hidrojenin çok hafif olması ve dolayısıyla benzinden daha az yoğun olmasıdır. Basınçlı hidrojen yakıtı tutan herhangi bir tankın, arabanızdaki geleneksel benzin deposundan çok daha büyük olması gerekir. Bir çelik tank oldukça ağır olur ve enerji verimliliğini düşürür.

Kompozit malzemeler, çelikten daha fazla umut vaat ediyor gibi görünüyor. Polietilenden yapılmış tanklar hafiftir, bir arabaya uyacak şekilde şekillendirilebilir ve toz olacak şekilde tasarlanmıştır - bir darbenin enerjisini emerek, tankı toza indirger ve görünürde hidrojeni güvenli bir şekilde atmosfere bırakır [kaynak: Princeton ].

Hidrojen nihayetinde elementi tutabilen ve gerektiğinde serbest bırakabilen malzemelerde depolanabilir. Metal hidrit gibi bazı metal türleri, hidrojen moleküllerini bileşim yapıları içinde tutabilir. Burada hidrojen güvenli bir şekilde depolanır ve metal ısıtıldığında serbest bırakılır. Bu teknolojiyi daha da çekici kılan şey, hidrojen moleküllerinin metal tanklarından salınması için gerekli olan ısının, bir hidrojen yakıt hücresi [kaynak: DOE ] tarafından üretilen atık ısıdan gelebilmesidir.

"Hidrojen korku faktörü", yakıt kaynağı olarak uygulanabilirliği konusunda devam eden araştırmaları caydırmak için pek bir şey yapmıyor gibi görünüyor. Ve eğer dünyanın petrolü gerçekten tükeniyorsa, bu korkuları bir kez ve tamamen bir kenara bırakmamız gerekebilir.

Hidrojen yakıtı ve diğer ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için sonraki sayfayı ziyaret edin.

İlgili Makaleler

Daha Fazla Harika Bağlantı