Hidrojen Enerjisi

Konu, 'Makale Bölümü' kısmında İsleyenDemir tarafından paylaşıldı.

Etiketler:
?

HİDROJEN NEDİR?

  1. EVRENDEKİ EN BÜYÜK ENERJİ KAYNAĞIDIR.

    87,5%
  2. SADECE BİR ELEMENTTİR.

    12,5%
Birden fazla oy kullanılabilir.
  1. İsleyenDemir

    İsleyenDemir Mustafa DEMİR MB Üyesi

    Kayıt:
    5 Haziran 2016
    Mesajlar:
    1
    Beğeniler:
    1
    Meslek:
    Makine Mühendisliği
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
    Selam olsun! Bilim ve teknolojinin, takipçi ve destekçilerine . Şimdi sizlerle birçok soru sorup birçok soruya cevap vereceğiz. Bu yazımızın konusu Hidrojen Nedir? Hidrojen Enerjisi Nedir ? Türkiye’de Hidrojen Enerjisi Ne Durumdadır ?

    İlk olarak ‘HİDROJEN NEDİR’ onu bir öğrenelim !

    Hidrojen 1500'lü yıllarda keşfedilmiş, 1700'lü yıllarda yanabilme özelliğinin farkına varılmış, evrenin en basit ve en çok bulunan elementi olup, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır.Evrenin kütlece %75'ini, atom sayıca %90'nı oluşturur ve bu oranlarıyla evrende en çok bulunan elementtir yani evrenin temel enerji kaynağıdır. Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir.1kg hidrojen 2.1 kg doğalgaz veya 2.8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir. Ancak birim enerji başına hacmi yüksektir. Hidrojen gazını yapay olarak ilk defa T. Von Hohenheim (ayrıca Paracelsus, 1493 - 1521, olarak da bilinir) tarafından güçlü asitlerle metalleri karıştırarak elde etmiştir fakat Paracelsus bunun yeni bir element olduğunu farkedememiştir. Hidrojen 1671 yılında Robert Boyle tarafından tekrar keşfedilmiş ancak 1766 yılında Henry Cavendish metal asit reaksiyonuyla elde edilen, havada yanan, yandığı zaman su açığa çıkaran hidrojenin ayrı bir element olduğunun farkına varmıştır ve 1783'te Antoine Lavoiser Laplace tarafından bu mucizevi elemente HİDROJEN ismi verilmiştir.
    1 proton ve 1 elektrondan oluşan hidrojen atomu, basit atomik yapısı, ışık emilim ve yayma spekturumu sayesinde atomik yapının geliştirilmesinde önemli rol oynamıştır.
    Evrende hidrojen atomik ya da plazma halinde bulunur. Plasma hali atomik halinden oldukça farklıdır. Bu halde hidrojen elektronu ve protonu bağlı değildir ve bu oldukça yüksek elektrik iletkenliği ve ışık yayılımına (güneş ve diğer yıldızlar ışık yayar) sahiptir. Yüklü partiküller elektrik ve manyetik alanlarda oldukça etkilenirler.NŞA’da hidrojen biatomik gaz (H2) halinde bulunur. Hafifliği nedeniyle diğer daha ağır gazlara göre yerçekimi kuvvetinden kolayca kurtulur. Bu nedenle dünya atmosferinde hidrojen gazı oranı oldukça düşüktür (hacimce 1 ppm). Fakat buna rağmen Dünya’da ençok bulunan 3. elementtir.

    Gelelim ‘HİDROJEN ENERJİSİ NEDİR’ sorusuna;

    Hidrojenin yakıt olarak kullanılmasına ilişkin düşünceler 1820'lere kadar inmekteyse de, bu düşüncenin gerçekleşmesine yönelik çalışmalara 150 yıl sonra başlanabilmiştir. 1970'li yıllarda hidrojene enerji taşıyıcısı olarak az bir dikkatle bakıldığı söylenebilir. O yıllarda "hidrojen enerjisi", "hidrojen ekonomisi" ve "hidrojen enerji sistemi" gibi kavramlar enerji literatürlerinde yer almıyordu. Ancak, roket yakıtı olarak hidrojen kullanılıyor, süper devletler hidrojen çalışmalarını gizlilik içinde yürütüyordu. 1974 yılında ABD Florida'da, Miami Üniversitesi Temiz Enerji Enstitüsü tarafından düzenlenen "Hidrojen Ekonomisi Miami Enerji Konferansı" (THEME), hidrojen enerjisinin yayılması ve kullanılmasına başlangıç oluşturması açısından önemlidir. Bu toplantı ile Uluslararası Hidrojen Enerjisi Birliği (IHEA) kurulmuştur. Ayrıca, dünya hidrojenin değerini anlamaya başlamış ve 11 kez Dünya Hidrojen Enerjisi Konferansı (WHEC) toplanmıştır. Hidrojenin verimli bir yakıt olduğunu düşünmeye başlayan ülkeler hidrojen enerjisiyle uçabilen uçaklar yapmayı denemişlerdir.(ABD'de 1956, Eski Sovyetler Birliği’nde 1988).
    Hidrojen yüksek verimle kullanılan bir yakıttır. Sudan olduğu gibi fosil yakıtlardan da üretilebilir. Hidrojen kullanım veriminin yüksekliği, en bol fosil yakıt olan kömürün diğer yakıt ve enerjilere dönüştürülerek ulaştırmada kullanılmasına ilişkin verilerle gösterilebilir. Örneğin:
    1 ton kömür- benzine dönüştürme-otobüs çalıştırma-708 km yol
    1 ton kömür-elektriğe dönüştürme-otobüs çalıştırma-772 km yol
    1 ton kömür-hidrojene dönüştürme-otobüs çalıştırma- 1 030 km yol
    Hidrojenin eşsiz bir özelliği de ekzotermik kimyasal reaksiyon altında, bazı metal ve alaşımlarla kolayca büyük miktarlarda hidrid biçimine dönüşebilmesidir. Değişik tip hidridler geliştirilmiş olmakla birlikte, metal hidridler hidrojen depolanması ve taşınması için kullanıldığından, kütlesi hafif olanlar tercih edilmektedir. Hidridlere ısı verildiğinde hidrojen serbest kalmaktadır. İlk kez Mercedes firması tarafından metal hidridli bir deneme aracı yapılmıştır. Bunun yanı sıra hidrojen yakıt pili dediğimiz kavram ortaya çıkmış, hidrojen enerjisinden elektrik elde etme konusu araştırılmaya başlanmıştır. Yakıt pilli elektrik santralları yüksek enerji verimlerinin yanında, çok az yer kaplamaktadırlar. Örneğin 2 MW'lık yakıt pilli santralın kapsadığı alan 20 m2 den az olmaktadır. Gelecekte tüketicilerin bulundukları yerin yakınına kurulacak yakıt pilli santrallarla iletim ve dağıtım kayıpları olmaksızın gereksinimler karşılanabilecektir. Japonya'da bu gelecek farkedilmiş olacak ki 4.5-11 MW'lık hidrojen yakıt pilli elektrik santrallar kurulmaya başlanmıştır bile. Hidrojenin alevsiz yanması için katalitik yakma düzenleri geliştirilmiştir. Hidrojenin katalitik yanması mutfak ocaklarına, fırınlara, su ısıtıcılarına ve özel sobalara uygulanmıştır. Yine gösterim amacıyla bu tür beyaz eşya üreten firmalar vardır. Böylece, konutlarda yakıt olarak hidrojen kullanımının önü açılmış bulunmaktadır. Hidrojenin boru hatları ile evlere kadar ulaştırılması olanaklı olup, bu konuda projeler geliştirilmekte ve doğal gaz hatlarından yararlanılması tasarlanmaktadır.

    Hidrojen enerjisinin bu denli verimli ve çevreci oluşu çeşitli ülkelerin işbirliği sonucu uluslararası programlar ve projeler başlatmasına neden olmuştur. Bu çalışmalardan Euro-Québec Hidro-Hidrojen Pilot Projesi (EQHHPP) 100 MW'lık bir kapasitededir. Bu proje ile Kanada'da hidrolik kaynaktan elde olunacak elektrik enerjisi suyun elektrolizinde kullanılacak, üretilecek gaz hidrojen, yine Kanada'da sıvı hidrojen (LH2), amonyak (NH3) ve metilsiklohekzan (MCH) biçiminde bağlanarak, Atlantikten gemilerle Avrupa'ya taşınacaktır. Avrupa'da enerji uygulaması ile gaz ve/veya sıvı hidrojene dönüştürülerek konutlarda, termik santrallarda, kent otobüslerinde ve araçlarda, uçaklarda yakıt olarak kullanılacak, ayrıca kimya endüstrisi için toluen üretilecektir.
    Enerji ekonomisi analizlerine göre Kanada'daki 100 MW'lık hidrolik güç, Almanya Hamburg'da 74 MW'lık hidrojen gücüne dönüşmüş olacaktır. Bu güçle yılda 614 GWh enerji sağlanacaktır. Proje tesis maliyeti 415 milyon ECU (~514.4 milyon ABD $'ı) dır.
    Bir teknoloji standartsız kökleşemeyeceği ve tanımlanamayacağı için, hidrojen enerjisi konusunda uluslararası standart çalışmaları yapılmaktadır.
    Hidrojenin yanması sonucu elde edilen alev hızı da oldukça yüksektir. Bu değer stokiyometrik karışımlar için benzin- hava karışımlarındaki alev hızının yaklaşık dört katı düzeyindedir. Hidrojen diğer mevcut İYM yakıtlarından çok yüksek ısıl değerlere sahiptir (Alt ısıl değer 119.9 MJ/kg, Üst ısıl değer 141.86 MJ/kg). Ancak hacimsel olarak ele alındığında hidrojenin ısıl değerinin öteki yakıtlardan çok daha düşük olduğu görülecektir. Bu duruma bazı çözümler sağlanmaması halinde motorun maksimum gücü açısından eşdeğer özellikteki benzin motorlarına göre bazı kısıtlamalar getirecektir. Hidrojenin difüzyon katsayısı da öteki yakıtlardan daha fazladır. Ayrıca gaz halindeki hidrojen; kağıt, kumaş, kauçuk vb. malzemelerden ve platin, demir, çelik gibi bazı metallerden difüzyon yolu ile geçebilmektedir. Hidrojenin bu özelliği depolanmasında bazı sorunlar oluşturmaktadır.

    Türkiye’de HİDROJEN ENERJİSİ;

    Türkiye'nin 7. Beş Yıllık Kalkınma Planı Genel Enerji Özel İhtisas Komisyonu Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Raporu'nda, hidrojen teknolojisine değinilmekle birlikte, resmileşen kalkınma planında hidrojen enerjisinin adı geçmemektedir. Hidrojen konusu üniversitelerimiz ve araştırma kuruluşlarımızda çok sınırlı biçimde ele alınmaktadır. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi'nde hidrojen alanında Uluslararası Enerji Ajansı programları kapsamında çalışma başlatılmak istenmişse de, söz konusu işbirliği 1996 yılında kesilmiştir. 16. UNIDO Endüstriyel Kalkınma Kurulu Toplantısı'nda, UNIDO işbirliği ile ülkemizde Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) kurulması kararı alınmıştır. Buna göre, UNIDO hukuksal çerçevesinde özerk bir kurum olarak çalışacak ICHET, İstanbul'da kurulacaktır. ICHET'in tasarlanan amacı, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler arasında hidrojen teknolojileri köprüsünü oluşturmak, hidrojen teknolojilerinin geliştirilmesini sağlamak ve uygulamalı Ar-Ge çalışmalarını yürütmektir.Türkiye, ilk beş yıllık dönem için arazi, tesis, ilk yatırım ekipmanı ve işletme faaliyetlerini finanse etmek üzere, 40 milyon ABD $'ı verecektir. ICHET projesi Türkiye'nin hidrojen çağına tutarlı biçimde adım atmasını sağlayacak, Türkiye'ye avantaj kazandıracak önemli bir girişimdir. Türkiye'de hidrojen yakıtı üretiminde kullanılabilecek olası kaynaklar; hidrolik enerji, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, deniz-dalga enerjisi, jeotermal enerji ve adım atılması gereken nükleer enerjidir. Türkiye gibi gelişme sürecinde ve teknolojik geçiş aşamasındaki ülkeler açısından, uzun dönemde fotovoltaik güneş-hidrojen sistemi uygun görülmektedir. Fotovoltaik panellerden elde olunacak elektrik enerjisi ile suyun elektrolizinden hidrojen üreten bu yöntemde, 1 m3 sudan 108.7 kg hidrojen elde olunabilir ki, bu 422 litre benzine eşdeğerdir.

    Türkiye'nin hidrojen üretimi açısından bir şansı, uzun bir kıyı şeridi olan Karadeniz'in tabanında kimyasal biçimde depolanmış hidrojen bulunmasıdır. Karadeniz'in suyunun % 90'ı anaerobiktir ve hidrojensülfid (H2S) içermektedir. 1000 m derinlikte 8 ml.lt-1 olan H2S konsantrasyonu, tabanda 13.5 ml.lt-1 düzeyine ulaşmaktadır. Elektroliz reaktörü ve oksidasyon reaktörü gibi iki reaktör kullanılarak, H2S den hidrojen üretimi konusunda yapılmış teknolojik çalışmalar vardır. Bu konuda yapılmış bir diğer teknoloji geliştirme çalışması, semikondüktör partikülleri kullanarak fotokatalitik yöntemle hidrojen üretimidir. Güneş ve rüzgar enerjisinden yararlanarak, Karadeniz'in H2S içeren suyundan hidrojen üretimi için literatüre geçmiş bilimsel araştırma olup, Bulgaristan proje geliştirmeye çalışmaktadır. ABD'nin Enerji Departmanı tarafından, 2025 yılında Amerika'nın toplam enerji tüketiminin % 10'unun hidrojenle karşılanması ve böylece petrol dışalımının yarı yarıya azaltılmasının hedeflediği göz önüne alınırsa, Türkiye’de Hidrojen Enerjisi’ne verilen değerin artırılması, hidrojenin ülkemiz için büyük bir umut olabileceği gerçeğinin unutulmaması gerekmektedir.

    Kaynaklar
    Kod:
    [1] Konstantopoulou, P., Giannopoulos, M.F., “Multicriteria Analysis of Hydrogen Production Technologies”, International Hydrogen Energy Congress end Exhibition IHEC, İstanbul, 2005.
    [2] Hijikata, T., “Research and Development of International Clean Energy Network Using Hydrogen Energy”, International Journal of Hydrogen Energy , 2002.
    [3] Durmaz, A., “Enerji Mühendisliği Tasarım ve Optimizasyon Teknik, Ekonomik ve Çevresel Çözümlemeler”, 2003.
    [4] Rebecca L. Busby, Hydrogen and Fuel Cells, 1st American Edition, PennWell Corporation, 2005.
    [5] Macdonald, A., Berry, M., Energy Through Hydrogen, Research Notes, Germany, 2000.
    [6] Enerji Bakanlığı, www.enerji.gov.tr, 2007
    [7] http://scelik.tr.gg/Hidrojen--Ue-retimi.htm
    [8] http://www.bilgiustam.com/hidrojen-yakit-pili-cesitleri/
     
    Son düzenleme yönetici tarafından yapıldı: 8 Haziran 2016
    • Beğen Beğen x 1
  2. kaptankostok

    kaptankostok MB Üyesi

    Kayıt:
    10 Aralık 2016
    Mesajlar:
    6
    Beğeniler:
    3
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +3 / 0 / -0
    Üniversite:
    Munzur Üniversitesi
    Bunun maliyeti ne kadar 1mw hidrojen termik santralinin maliyeti ne kadardır 1m3 hidrojenin maliyeti ne kadar olur bunun hakkında bir bilginiz var mı bizde şirket olarak enerji işine girmeyi düşünüyoruz eğer bilginiz varsa bu konu da bizi aydınlatırsanız seviniriz tşk ler
     
  3. Erdi hazan

    Erdi hazan MB Üyesi

    Kayıt:
    11 Aralık 2016
    Mesajlar:
    8
    Beğeniler:
    2
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +3 / 0 / -0
    Üniversite:
    Kırıkkale üniversitesi
    Enerji üzerine yapılacak yatırımlarda ;
    1-inşaat maliyeti
    2-işletme maliyeti
    3-finans maliyeti
    4-amortismanlar

    Hepsinin en ince ayrıntısına kadar hesaplanması ile uzun süreçlerden sonra bir nakit akışı ile bir yere varılır. Sen bütün maliyetlerin 5 yıl içinde geri dönüşünü beklersen ona göre bir satış fiyatı belirlersin ama epdk 'ya takılabilirsin yani yatırımın geri dönüşü yıllar alabilir bundan dolayıda nakit akışına kur ve enflasyon maliyetlerini yedirmen gerekir. Yani şu kadar enerji şu kadar dolara mal olur yanıltıcı olabilir
     
    • Beğen Beğen x 1
  4. kaptankostok

    kaptankostok MB Üyesi

    Kayıt:
    10 Aralık 2016
    Mesajlar:
    6
    Beğeniler:
    3
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +3 / 0 / -0
    Üniversite:
    Munzur Üniversitesi
    Tşk ederim öncelikle bilgi verdiğin için bu konu hakkında pek bir bilgi sahibi değilim daha çok rüzgar ve güneş enerjisi üzerinde yogunlasmıstım güneş enerjisi 1mw kurulum 1 milyon euro dönüşü 10 yıl ortalama diyebiliriz rüzgar enerjisi de 1mw 1mılyon euro bunun dönüşü biraz daha iyi güneşe göre bir yatırım düşünüyoruz bu sene ama geçen bu yazını gördüm hidrojen bana daha mantıklı geldi belki kurulum maliyeti başta biraz fazla olabilir ama ileriye dönük bakarsak daha iyi gibi duruyor birde rüzgar türbinleri yeni sistem ınvelox var bunlarda gücü altı kata kadar çıkardıkları söylüyor lar hatta Çin de bu sene kurulacak bunlar hakkında bir fikir beyan edersen sevinirim
     
    • Beğen Beğen x 1
  5. Erdi hazan

    Erdi hazan MB Üyesi

    Kayıt:
    11 Aralık 2016
    Mesajlar:
    8
    Beğeniler:
    2
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +3 / 0 / -0
    Üniversite:
    Kırıkkale üniversitesi
    Açıkçası Türbinlerle ilgili fazla teknik bilgiye sahip değilim ama gücü 6 kata kadar çıkaran türbinin maliyetine bir o kadar fazla olabilir ayrıca yeni bir ürün olduğu için piyasa şartlarından dolayıda fizıbıl olacağını sanmıyorum gelecek 3,4 yıl içinde belli olur