Yakıt Hücrelerinin Tarihçesi
Tarihi çok eskilere dayanan yakıt pili; ilk olarak 1958 yılında NASA‟nın uzay programında Apollo, Gemini, ve Space Shuttle uzay gemilerinde kullanılmıştır. 1980’li yıllarda fosil yakıt rezervlerinin azalması ve bu yakıtların kullanımının neden olduğu çevresel sorunlardan dolayı hidrojenle çalışan yakıt pilleri önem kazandı. Günümüzde bu sistemlerin maliyetlerinin düşürülmesi ve kullanımlarının yaygın hale getirilmesi için çalışmalar sürmektedir. Fosil yakıtların giderek azalması ve fosil yakıtların enerji üretiminde kullanılmalarının neden olduğu olumsuz çevresel etkiler, yeni ve temiz enerji üretim kaynaklarına yönelmeyi zorunlu kılmaktadır. Yakıt pilleri, yakıt olarak hidrojeni kullanan ve son yıllarda üzerinde yoğun olarak çalışılan alternatif teknolojilerden birisidir.
Doğalgaz veya Hidrojendeki kimyasal enerjiyi, oksijenle birleşerek elektrik ve suya dönüştüren sistemlerdir. Yakıt hücreleri batarya teknolojilerine benzerdir. Ancak harici bir yakıt kaynağıyla çalışmak yerine depolanmış kimyasal reaktanlarla çalışır. Farklı tip yakıt hücreleri bulunmasına rağmen her biri anot, katot ve elektrolit tabakalarından oluşur. Bu tabakalar kimyasal reaksiyonun oluştuğu kısımlardır. Yakıt hücreleri farklı alanlarda kullanılır. Elektriğin ihtiyaç duyulduğu anlarda elektrik ihtiyacını karşılamak için taşınabilir uygulamalarda kullanılabilir.
Peki Nasıl Çalışır Bu Yakıt Hücreleri?
– Hidrokarbon yakıtı (doğal gaz,güneş,su,kömür vs.) hidrojen, su, karbon monoksit ve karbon dioksit üretmek için ayrıştırılır.
– Ayrıştırılan Hidrojen ve çevredeki Oksijen hava yakıt hücresi sistemi içine beslenir.
– Yakıtı Hidrojen’lerine ayrıştırılması anot tarafında gerçekleşir. Ayrıştırılan Hidrojen sistemde bulunan elektrolit yardımıyla negatif yüklü olan katot kısmına geçerek ortama sağlanan Oksijen atomlarıyla kimyasal reaksiyona girer ve su oluşturur.
– Bu esnada dış devredeki elektron akışı elektriksel bir akış oluşturur. Bu akış kullanılabilir enerjidir.
Yakıt hücreleri çeşitli yollarda kullanılabilir. Örneğin arabalarda ve kamyonlarda, araca güç vermek için Hidrojeni elektriğe çevirmede; küçük taşınabilir sistemlerde ve elektriğe ihtiyaç duyulan yerlerde elektrik sağlamak için; elektrik üretim istasyonları olarak ya da ısı ve güç sistemleri olarak kullanılabilir.
Neden Yakıt Hücreleri?
– Elektrik enerjisinin elde edilmesinde yakıtı yakmaktan ziyade, kimyasal reaksiyon gerçekleştirdikleri için çevreye zararlı emisyonları yoktur.
– Sisteme Hidrojen ve Oksijen beslendiği sürece elektrik enerjisi üretimi süreklidir.
– İşletme sürecinde hareketli mekanik aksam içemedikleri için bakım masrafları azdır
– Kojenerasyon sistemleriyle entegre edilebilir.
– Yüksek verim ve yüksek güç yoğunluğuna sahiptir.
Gökçe USLU – Enerji Sistemleri Mühendisi / Temiz Enerji Editörü – gokce.uslu@enerjigazetesi.ist