Hidrojenle çalışan araçların faydaları nelerdir?

Arabanıza her benzin pompaladığınızda, dünyanın fosil yakıt arzını çok az tüketiyorsunuz . Petrol ve kömür içeren bu yakıtlarTarih öncesi çağlardan kalma canlı organizmaların yoğunlaştırılmış kalıntılarıdır. Bu yakıtların arzı sınırlıdır ve sonunda tükenecektir. Daha da kötüsü, bu petrol arzının çoğu, bol miktarda petrolle kutsanmış birkaç ulus tarafından kontrol ediliyor ve bu uluslar hem petrol arzını hem de fiyatını dikte edebiliyor. Ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri gibi bir ulusun fosil yakıtlara bağımlılığı, zaten karmaşık olan dış ilişkiler ve ulusal güvenlik konularını daha da karmaşık hale getiriyor. Fosil yakıtlar, birkaç yüzyıldır dünyanın enerji ihtiyacının çoğunu karşılamaktadır, ancak gelecekte bunu ne kadar sürdürebileceklerinin bir sınırı vardır.

Alternatif Yakıtlı Araç Resim Galerisi

İçinde yaşadığımız evren yaklaşık yüzde 75 hidrojenden oluşuyor, ancak burada Dünya yüzeyinde şaşırtıcı derecede az saf hidrojen var . Hidrojen gazı genellikle iki hidrojen atomunun birbirine bağlı olduğu H2 _molekülleri olarak bulunur. H2 _molekülleri çok hafif olduğu için, tutulmayan hidrojen gazı kolayca Dünya atmosferinin üstüne çıkabilir ve aslında uzaya kaçabilir. Yer seviyesindeki hidrojenin çoğu, diğer elementlerle moleküler biçimde bağlıdır - örneğin, hidrojenin oksijenle birleşerek H2O molekülleri _{oluşturduğu suda.}

Hidrojen içeren moleküllerden saf hidrojen üretmek için kullanılabilecek birkaç yöntem vardır. Hidrojen doğal gazdan elde edilebilir (açık farkla en yaygın yöntem), sudan elektroliz yoluyla uzaklaştırılabilir veya alglerden veya belirli bakteri türlerinden biyolojik olarak üretilebilir. Hidrojen üretiminin daha umut verici yöntemlerinden bazıları hala araştırılmaktayken, doğal gazdan ekstraksiyon gibi diğerleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

1970 yılında kimyager John Bockris, hidrojen ekonomisi terimini, tüm araçların yakıt olarak hidrojen kullanacağı bir geleceğe atıfta bulunmak için kullandı . Bu yönde atılan önemli bir adım, hidrojen kullanarak elektrik üreten yakıt hücresi adı verilen bir cihazın geliştirilmesi olmuştur . Başlıca otomobil üreticileri, yakıt hücreleriyle çalışan konsept otomobiller ürettiler, Volkswagen Tiguan HyMotion ve Chevrolet Equinox Fuel Cell SUV buna iki örnektir ve en az bir hidrojen yakıt hücresi üretim modeli Kaliforniya'da halihazırda mevcuttur, Honda FCX Clarity.

Neden hidrojen teknolojisi için baskı? Fosil yakıt tüketiminden gerçekten çok daha iyi mi? Peki ya hidrojen ekonomisi -- bu mümkün mü? Derin bir nefes alın ve sonraki sayfayı okuyun.

1. Artık kirlilik yok mu?
2. Artık dışa petrol bağımlılığı yok mu?
3. Hidrojen ekonomisi sürdürülebilir mi?

Hidrojen ekonomisinin en önemli faydalarından biri, yakıt hücrelerinin kirletici olmamasıdır. Bir yakıt hücresinde elektrik üretildiğinde hiçbir karbon emisyonu üretilmez. Bir hidrojen yakıt hücresi iki yan ürün üretir - ısı ve su . Yoldaki her araç bir hidrojen yakıt hücresiyle çalıştırılsaydı, çoğu ABD şehrinin üzerinde asılı olan ve çoğu araç egzozundan gelen tanıdık duman bulutları büyük ölçüde ortadan kalkardı. Çevre Koruma Ajansı'na göre , tüm Amerikalıların yarısı, insan sağlığı üzerinde olumsuz bir etki yaratacak kadar kirliliğin olduğu bölgelerde yaşıyor, bu nedenle sisi azaltmak önemli bir fayda sağlayacaktır.

Karbon elementinden türetilen yakıtları yakan içten yanmalı motorlar , başta karbon dioksit , su ve kurum olarak adlandırdığımız küçük madde parçacıkları olmak üzere çeşitli yan ürünler üretir . Kurum, insanlar tarafından solunan havaya atıldığında astıma, akciğer kanserine ve diğer hastalıklara neden olabilir. Buna ek olarak, bilim adamlarının çoğu, atmosferdeki artan karbondioksit miktarının, sonunda gezegenimizin çoğunda zararlı iklim değişikliklerine neden olabilecek küresel ısınmaya katkıda bulunduğuna inanıyor.

21. yüzyılda içten yanmalı motorlardan hidrojen gibi çevreyi kirletmeyen yakıt kaynaklarına geçiş bu sorunların azaltılması açısından önemli olacaktır ^.yüzyıl. Ancak bugün yollarda 130 milyondan fazla benzinle çalışan araç varken, yakıt hücreli otomobillerin yakın gelecekte önemli çevresel iyileştirmeler üretecek kadar fark yaratması pek olası değil. İlk yakıt hücreli arabaların en az 100.000$'a mal olacağı ve bu da onları sıradan sürücülerin erişiminden uzaklaştıracağı tahmin ediliyor. Bir başka nokta da, hidrojen üretim tesisleri ve yakıt ikmal istasyonları dahil olmak üzere bu arabaları pratik hale getirmek için gereken altyapının henüz mevcut olmamasıdır. Bazı gözlemciler, kısa vadede çevresel değişikliklerin, hidrojenli arabaların ve pille çalışan elektrikli arabalar ve diğer alternatif yakıt biçimlerini kullanan arabalar da dahil olmak üzere diğer araç türlerinin birlikte kullanılması yoluyla gerçekleşeceğine inanıyor.

Mevcut atmosferik kirlilik yakında ortadan kalkmayacak. Kurum, haftalar veya aylar içinde atmosferden ayrılır, ancak karbondioksit çok daha uzun süre kalır. Bugün tüm karbon emisyon kaynakları ortadan kaldırılsa bile, atmosferik karbon seviyelerinin normale dönmesi on yıllar alabilir. Ayrıca, otomobiller sadece bir karbon emisyon kaynağıdır. Kömür yakan elektrik santralleri gibi diğerlerinin de küresel ısınmayı önlemek için büyük ölçüde kısıtlanması gerekecekti.

Hidrojen Verimliliği

Hidrojen yakıt hücresinin bir diğer önemli avantajı verimliliğidir. Bir içten yanmalı motor, benzindeki kimyasal enerjinin yüzde 20'sinden daha azını kullanır ve bu da onu nispeten verimsiz bir süreç haline getirir. Buna karşılık bir yakıt hücresi, hidrojende mevcut olan enerjinin kabaca yüzde 60'ını kullanan önemli ölçüde daha verimlidir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan petrolün yarısından fazlası diğer ülkelerden ithal edilmektedir. Bunun ABD ekonomisi üzerinde önemli bir etkisi var. İthal edilen bu petrolün üçte ikisi nakliye için kullanılıyor . ABD dışından çok fazla petrol geldiği için fiyatlardaki ve arzdaki değişiklikler büyük ölçüde kontrolümüz dışında. Petrolün çoğu Orta Doğu'daki siyasi olarak istikrarsız bölgelerden geliyor. ABD'yi Orta Doğu petrolüne bağımlılıktan kurtarma girişimleri 1970'lere kadar uzanıyor; ancak ithal edilen petrol miktarı o zamandan beri fiilen arttı. Ayrıca, 11 Eylül 2001 terör olaylarının ardından ABD'nin petrol bağımlılığına ilişkin endişeler daha da arttı .

Petrole bağımlılığımızla ilgili bir başka sorun da, yükselen petrol fiyatlarının tüm ABD ekonomisini etkilemesi, üretiminde petrol kullanan veya piyasaya ulaşmak için petrol gerektiren hemen hemen her ürünün fiyatını artırması. Benzin ve dizel yakıt fiyatlarının 2008 yılı boyunca galon başına 4 ila 5 dolar arasında seyretmesiyle, petrol fiyatları son yıllarda keskin bir şekilde yükseldi .

Hidrojen benzinden daha mı ucuz olacak? ABD Enerji Bakanlığı, mevcut nesil yakıt hücrelerinin kilovat başına yaklaşık 225$ fiyatla elektrik ürettiğini tahmin ediyor. Ne yazık ki, hidrojen yakıt olarak benzinle rekabet etmeden önce fiyatların kilovat başına yaklaşık 30 dolara düşmesi gerekecek; bununla birlikte, Ulusal Araştırma Konseyi, mil başına ölçülen hidrojenin kendisinin maliyetinin, yakında mevcut benzin maliyetinden yüzde 50 kadar daha düşük olabileceğini tahmin ediyor. Doğal olarak, bu avantaj, gazın fiyatı arttıkça istikrarlı bir şekilde artmaya devam edecektir. Hidrojenin elektriğe dönüştürülme verimliliği de ona önemli bir avantaj sağlar.

Hidrojen araçları petrol bağımlılığımızı kırmaya yardımcı olabilir mi? Hidrojen araçları bu bağımlılığın azaltılmasına yardımcı olacak, ancak petrol ithalatında önemli bir fark yaratmak için günlük kullanımda yeterli sayıda hidrojen aracının bulunması muhtemelen on yıllar alacaktır. Ancak uzun vadede, hidrojen arabalarının etkisi önemli olabilir.

Hidrojen arabaları sadece geleceğin arabaları değil - şu anda birkaç yakıt hücreli araç (veya FCV) yolda:

Hidrojen ekonomisi , Amerika Birleşik Devletleri'ne kirlilikten arınmış ve yabancı petrole bağımlı olmayan bir gelecek sağlayacaksa, sürdürülebilir olmalıdır. Yani, artan nüfus artışına, enerjiye aç teknolojinin artan kullanımına, politikadaki değişikliklere ve insanların çevreye ve gelecek nesillerin refahına yönelik tutumlarındaki değişikliklere ayak uydurabilmelidir. Dünya çapında enerji ihtiyacının 2050 yılına kadar iki katına çıkacağı tahmin ediliyor. Hızla azalan fosil yakıt kaynaklarının bu talebi karşılaması pek mümkün değil, bu nedenle yeni enerji kaynakları çok önemli olacak.

Sürdürülebilir bir hidrojen ekonomisinin önündeki başlıca engellerden biri, şu anda daha büyük moleküllerden hidrojen çıkarmak için kullanılan yöntemlerin elektriğe dayanması ve elektriğin büyük ölçüde kirlilik yaratan yöntemlerle üretilmesidir. Hidrojen ekstraksiyonu, kömürle çalışan bir elektrik santralinden elektrik kullanılarak gerçekleştirilirse, yakıt pilinin kirletmemesi önemli değildir, çünkü kirlilik hidrojen çıkarıldığında meydana gelir. Hidrojenin gerçekten kirletici olmayan bir güç kaynağı olması için, hidrojeni çıkarmak için kullanılan elektriğin güneş enerjisi gibi kirletici olmayan bir yöntemle üretilmesi gerekecektir . Şu anda durum genellikle böyle değildir, bu nedenle gerçekten sürdürülebilir bir hidrojen ekonomisi, enerji üretiminde önemli değişiklikler gerektirecektir.

Depolama da bir sorundur. Hidrojen yakıtı sıkıştırılmış sıvı halde depolanır ve zamanla bir kısmı buharlaşma yoluyla dışarı çıkar. Bir hidrojen arabası düzenli olarak sürülmezse, buharlaşma kayıpları toplam yakıt masrafını önemli ölçüde artıracaktır. Sıvı hidrojeni bir arabada taşınabilecek bir hacme sıkıştırmak da çok fazla enerji gerektirir ve bu enerji kirliliğe neden olan yöntemler kullanılarak üretilmiş olabilir.

Bazı uzmanlar, hidrojen üretimi ve depolamasındaki iyileştirmelerin 15 ila 30 yıl içinde sürdürülebilir bir hidrojen ekonomisine yol açacağına inanıyor. Bununla birlikte, bir hidrojen ekonomisi fikrinin, birçoğu böyle bir ekonominin asla sürdürülebilir olamayacağına ve kaynaklarımızın diğer enerji üretim biçimlerini keşfetmek için daha iyi kullanılacağına inanan muhalifleri vardır. Hidrojenin gerçekten geleceğin yakıtı olup olmadığının netleşmesi yıllar alabilir.

Hidrojen, yakıt hücreleri ve diğer ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfadaki bağlantıları takip edin.

İlgili Makaleler

Daha Fazla Harika Bağlantı

Kaynaklar