BİRİNCİ BÖLÜM GİRİŞ En genel tanımı ile elektrokimyasal enerji dönüşüm cihazlarıdır. Bir yakıt hücresi kendi içerisinde hidrojen ve oksijeni suya dönüştürürken bu reaksiyon sonucu elektrik akımı üretilir. Yakıt hücreleri ürettikleri elektriği DC (doğru akım) olarak üretirler. Yakıt pilleri ilk olarak 1839 yılında William Growe tarafından bulunmuş ve yaklaşık olarak 120 yıl ilgi görmeden kalmıştır. Uzay programları çerçevesinde tekrar ele alınmış ve geliştirilmiştir. Yakıt hücrelerinin temel yakıtı doğada bol olarak bulunan hidrojen elementidir. Ancak hidrojen doğada yalnız olarak bulunmaz diğer elementlerle bileşik halinde bulunur. Hidrojeni doğada su, methanol, doğal gaz, bor hidrür vb.. bileşikler halinde bulabiliriz. Yakıt pilleri sistem itibarı ile bir akü bataryasına, çalışma prensibi ile de içten yanmalı motorlara benzer. Akü bataryası gibi kutuplarından elektrik enerjisi alınmasına rağmen bu enerjiyi akü bataryası gibi depolanmış olan enerjiden değil ürettiği enerjiden verir. Enerjiyi kendine hidrojen sağlandığı sürece verir. Yakıt pilinin plaka yüzeyi akım şiddetini, plakaların seri bağlanması ise voltajı oluşturur. Bir çok plakanın yanyana bağlanması ile elde edilen sisteme yığın adı verilir. Yığınlar kendi aralarında seri ve paralel bağlanmaları ile istenilen voltaj doğru akım olarak elde edilir, sonra gerektiğinde DC/AC dönüştürücülerle alternatif akıma çevrilir. Uzay programları çerçevesinde geliştirilen yakıt pillerine en büyük talep otomotiv sektöründen gelmiştir. Bu uygulamalarda süratle mesafe kat edilmiş ortalama olarak tüm üretici firmalar prototiplerini bitirmiş ve seri üretim aşamasına gelmişlerdir. Bundan başka yakıt pilleri cep telefonundan bilgisayara, bisikletten toplu taşıma araçlarına, gemilerden uçaklara, iş merkezlerinden konutlara kadar bir çok alanda kullanım imkanı bulmuştur Yakıt pillerinin konutlarda kullanımı bir çok avantajı da beraberinde getirmektedir. Şebekeden gelen elektrik kesintilerinden etkilenmek diye bir şey söz konusu olmayacaktır. İkincisi konutun elektrik ihtiyacının yanında ısınma ve sıcak su ihtiyacını da ekonomik olarak karşılamaktadır. Bunun neticesi olarak ulusal elektrik şebekelerin yükleri azalacak yeni üretim merkezlerine gerek duyulmayacaktır. 1
İKİNCİ BÖLÜM YAKIT HÜCRELERİ Yeni bir bin yıla girerken yakıt pilinin dünya çapında araçların kullanımında inanılmaz şekilde artacağı ve enerji için dünya çapında rağbet göreceği tahmin ediliyor. Enerji stoklarımızı korumak, çevremizi korumak ve yaşam kalitesini düzeltmek için dünyanın enerji ihtiyaçları için teknolojiden yeterince yararlanmak gereklidir.[11] Arabalar, evler ve enerji santralleri için yeterli çok yönlü bir teknolojiye ihtiyaç vardır. Çevremize verilen zararları tersine döndürmeye yardım edebilecek yeterince temiz bir teknoloji gereklidir. [11] Yakıt hücreleri, konvansiyonel güç üretim sistemlerine göre aşağıdaki üstünlüklere sahiptir.[11] - Çevresel kirlilik oranı düşüktür. - Enerji üretim verimi oldukça yüksektir. - Farklı yakıtlarla çalışabilir. (Doğal gaz, LPG, Metanol ve Nafta) - Egzoz ısısı yeniden kazanılabilir. - Modüler yapıdadır. - Montaj süresi kısadır. - Çok yüksek miktarda soğutma suyu ( deniz suyu gibi ) gerektirmez. - Güvenilir bir sistemdir. - İşletim karakteristiği uygulamada kolaylıklar sağlar. - Geleceğe yönelik olarak gelişme potansiyeli oldukça yüksektir. - Katı atık ve gürültü problemi yoktur. 2.1 YAKIT HÜCRE ÇEŞİTLERİ Elektroliti dışında tüm yakıt pillerinin dizaynı neredeyse aynıdır. Kullanılan elektrolit malzeme çeşidine göre 5 çeşit yakıt pili tanımlayabiliriz. 1- Proton değiştirici membranlı yakıt pilleri 2- Fosforik asitli yakıt pilleri 3- Alkalin yakıt pilleri 2
4- Eriyik karbonatlı yakıt pilleri 5- Yoğunlaştırılmış oksitli yakıt pilleri Özel uygulama alanlarında her yakıt pili teknolojisi kendini çekici kılan uygulama özelliklerine sahiptir. Pil pazarı büyük güç ünitelerinden düşük watt uygulamalarına taşımada büyük değişiklikler gösterir. Proton değiştirici membranlı yakıt hücreleri diğer yakıt hücre çeşitleri içinde en çok gelecek vaad eden gruptur. Bu yakıt hücrelerine özellikle otomotiv sektöründen büyük talep gelmiştir. Yüksek güç yoğunluğuna sahip olmaları ve düşük sıcaklıklarda çalışıp hızlı bir şekilde bu sıcaklık değerine ulaşmaları proton değiştirici membranlı yakıt hücrelerini cazip hale getirmektedir. Ayrıca kullanım alanları arasında evlerde kullanılan elektrikli cihazları da katabiliriz. Çok yakında proton değiştirici membranlı yakıt hücreleriyle çalışan birçok cihaz ve otomobil ticari amaçla kullanılmak üzere piyasaya sunulacaktır. Zira hemen hemen bütün otomobil firmaları özel prototip araçlarını yapmış ve bazı firmalarda ev işlerinde kullanılmak üzere birçok ürünün yapımını tamamlamış piyasaya sürmeye hazırlanmaktadırlar. Halen ticari teknolojide geçerli tek pil çeşidi fosforik asit pilleridir. Bunlar savunma bölümü yakıt pili geliştirme programında kullanılmaktadır. Fosforik asit teknolojisi yüksek uygulama derecelerinde sıvı asiti kontrol edebilmek için düşük dereceli destek sistemlerinde, çok pahalı materyallerin kullanımında ve daha iyi durumda muhafazasında başarıyla uygulanır. Alkalin pil teknolojisi uzay mekiği uygulamalarında ve NASA nın diğer uygulamalarında geniş kullanım alanı bulur. Alkalin yakıt pilleri genelde iletim için kullanılırlar. Fakat havada bulunan karbon oksitlere karşı çok duyarlı olduğu için yer uygulamalarında kullanmak zordur. Eriyik karbonat teknolojisi daha yüksek derecelerde çalışırlar ve en çok 1-20 MV kapasite aralığına uygundur. Büyük güç santralleri ile yeniden üretme tesislerinde kullanılırlar. Dünyada sınırlı sayıda uygulama alanları vardır. Yoğunlaştırılmış oksijen teknolojisi de yüksek derecelerde kullanılır. Bu yüksek işlem dereceleri sayesinde tasarı ve uygulama dalları çok özendiricidir. Plakaları soğutmak için basınçlı katot havasını kullanır. Yakıt pili dizileri sıcaklık, su ve basıncı kontrol eden ve sistemin kendi başına çalışmasını sağlayan pek çok alt sisteme sahiptir. Bu alt sistemler; su 3
pompaları, su arıtma istasyonları, hava kompresörleri, soğutma pompaları ve radyatörler olabilir. Bir yakıt pilinin gücü ve verimi çok farklı değerlerde olabilir. Bir çoğunun ebatları küçük olup 0,5 ve 0,9 volt arasında DC elektrik üretirler. Bazı piller düşük ve orta voltajlı sistemlere daha yüksek voltaj üretmek için bir grup halinde yığın adı ile çalıştırılabilirler. Yakıt pili üretim tesisinde güç bölümünün en önemli kısmı yığın kısmıdır. Diğerleri ise yakıt alıcısı ( işleyicisi ) ve güç düzenleyicisidir. PARAMETRE ÇALIŞMA DERECESİ ( C) PLATİN KULLANIMI GÜÇ YOĞUNLUĞU ( W/kg ) VERİM ( % ) ATIK ISI KULLANIMI Hz YAKIT KAYNAĞI ALKALİN YAKIT PİLİ FOSFORİK ASİT YAKIT PİLİ YOĞUNLAŞMIŞ OKSİTLİ YAKIT PİLİ ERİYİK KARBONATLI YAKIT PİLİ DEĞİŞKEN PROTON MEMBRANLI YAKIT PİLİ 80 250 150 220 650 1000 600 700 50 120 Yok Var Yok Yok Var 35 105 120 180 15 20 30 40 350 1500 42 73 40 47 45 50 50 57 40 60 Yok Sınırlı Var Var Yok Saf Hz İşlenmiş Metanol, Doğal Gaz Doğal Gaz Doğal Gaz İşlenmiş Metanol, Doğal Gaz Tablo 2.1 Yakıt pillerinin karşılaştırılması [11] 2.2 YAKIT PİLİ NASIL ÇALIŞIR? Tükenmez ve hiç bir zaman şarj olmaya ihtiyacı olmayan yakıt pilleri yakıtın enerjisini direk olarak elektrokimyasal yolla elektrik enerjisine çevirirler. Anot yakıtlanmayı ve katot oksitlenmeyi sağladığı zaman yakıt pilleri sürekli bir batarya bir batarya gibi çalışır. Bir batarya gibi sessiz ve hareketsizdir. Fakat bataryadan iki yolla farklıdır. Tehlikeli maddeler içermez ve kirlenmeksizin yenilenebilir. Bir yakıt kaynağı olarak kullanılır. Yakıt pilinin çalışması için hidrojen oksijen veya hidrojen hava gereklidir. Bir yakıt pilinin merkezi iki elektrot arasına yerleştirilmiş elektrolitten meydana gelmiştir. Hava, katot yüzeyi üzerinden geçer. Elektronlar katoda doğru bir dış devre yoluyla taşınırken hidrojen iyonları da elektrolit yoluyla oksijen elektroda göç ederler. Katotta 4
oksijen ve hidrojen iyonları ile elektronların reaksiyona girmesiyle su elde edilir. Elektronların dış devre yoluyla akışı ile elektrik üretir. Yakıt kullanımındaki yüksek verim nedeniyle, bu elektrokimyasal işlemden çıkan yan ürünler sıcaklık, ısı, buhar halinde su ve anottan katoda elektron akışından doğan elektrik akımıdır. Yakıt pilleri; yakıtı ve okside eden maddeyi kimyasal olarak yanma olmaksızın bir araya getirerek geleneksel yanmadaki enerji kayıplarını önler ve kirliliğine neden olmaz. Farklı elektrolid maddelerinden üretilen yakıt pillerinin farklı çeşitleri vardır. Her bir yakıt pili türü, farklı potansiyel kullanışına sahiptir. Elektro kimya yakıt pillerin proton değişim membranlı veya onun dolu polimeri üzerindeki gelişmiş mekanizmasına odaklanmıştır. Proton değişim membranlı yakıt pilleri 85 C civarındaki alçak bir sıcaklık oranıyla işletilmiştir. Onlar yüksek güç yoğunluğuna sahiptirler ve derhal dolu kapasiteyle çalışabilir ve değişken güçlü göstergelerle ayarlanabilirler. Değişken proton membranlı yakıt pilleri aydınlatma araçları, uzak mesafeler. İçin dağıtılmış güç üretim birimleri ve deşarj edilebilir pillerin yenilenmesi gibi daha küçük uygulamalarda da ilk adaydır. (PEM) Yakıt hücresi çalışma mekanizması suyun elektrolizinin tam tersidir. Yakıt hücresi için reaksiyon formülü aşağıdaki gibidir. Anotta H 2 + 2 = 2H + e Katotta 1 + O2 + 2H + 2e = H 2O 2 Toplam reaksiyon; 1 H 2 + O2 = H 2O 2 Şeklinde gerçekleşir. Bu reaksiyon sonucunda elektrik, su ve bir miktar ısı açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı miktarı evsel veya herhangi bir uygulama için kullanılarak yakıt hücresinden elde edilen toplam verim arttırılabilir. 5
. Şekil 2.1 Yakıt Hücresinde elektron akış yönü [2] Tablo 2.2 Yakıt Hücre Çeşitlerine ait Anot ve Katot Reaksiyonları [2] Yakıt Hücresi Sistem Şeması Şekil 2.2 Yakıt hücresi Sistem Şeması [2] 6
Yukarıdaki şemadanda görüleceği gibi yakıt hücrelerinde daha iyi başarım ve daha iyi verim elde edebilmek açısından bazı önemli noktalar mevcuttur. Hava Yönetimi Su Yönetimi Isı Yönetimi Güç Yönetimi 2.2.1 Hava Yönetimi Kimyasal reaksiyonun istenilen hızda gercekleşebilmesi için hücre içine bir basınç uygulanmalıdır. Ancak basıncın düşük olması tepkimeyi yavaşlatıyor; eğer yüksek olursa da hidrojenin oksijen tutma kapasitesi azalıyor. Bunun için içeriye verilen basınç optimum değerde olmalıdır. 2.2.2 Su Yönetimi Yakıt hücresinden dışarıya atılan su tekrar geri dönüşüm için kullanılabilir. Çıkan suyu düzenleyiciye vererek bu sudan tekrar hidrojen elde edilerek yakıt tasarrufu sağlanacak ve böylece dışarıdan ekstra yakıta fazla gerek duymadan cihaz daha uzun çalışabilecektir. 2.2.3 Isı Yönetimi Yakıt hücrelerinde dışarıya suyun yanında bir miktar ısıda açığa çıkar. (PEM 80derece). Bu açığa çıkan ısı su ile birlikte buhar basıncı yaratır bu basınç içeriye verilerek hava yönetimine katkıda bulunulabilir. Ayrıca açığa çıkan bu ısıyı başka günlük ihtiyaçlar için de kullanmak yakıt hücresinden elde edilen verimi arttıracaktır. 7
2.2.4 Güç Yönetimi Yakıt hücresinin ürettigi elektrik DC voltajdır. Gerektiğinde bu üretilen DC gerilim çok verimli şekilde AC gerilime dönüştürülüp kullanılabilmeli Ayrıca yakıt hücrelerinin otomobillerde kullanımında ani ivme gereken durumlarda Şekil 2.3 Ani ivme ve tork gerektiren durumlar Yakıt hücreli aracın oksijen açlığı çekmemesi için yakıt hücre grubuna destek olarak yakıt hücresi tarafından tekrar şarj edilebilir piller devreye girebilir. 8
ÜÇÜNCÜ BÖLÜM ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ Yakıt hücrelerinde en önemli konulardan biride açığa çıkan elektrik enerjisinin hangi tip bir motorla kinetik enerjiye dönüştürüleceğidir. Eğer kullanılacak cihaz AC gerilim ile çalışacak ise üretilen DC gerilim verimli bir şekilde AC gerilime çevrilir. Bu projede üretilen elektrik enerjisinin AC gerilime çevrime gerek kalmadığı durumlar göz önüne alınarak DC motor özelliklerine değinilecektir. 3.1 DC MOTOR I r_dc /2 Shaft Brush Rotation I r_dc I r_dc /2 Pole winding 8 1 2 N 7 6 5 4 3 S Insulation Rotor Winding I r_dc Copper segment Şekil 3.1 DC Motor [5] DC Motor Eşdeğer Devresi R f V brush R a Electrical power in V f I f Φ max E am I am V dc DC Power supply Mechanical power out Şekil 3.2 DC Motor Eşdeğer Devresi [5] 9
V = E + I R + V dc am am a brush Açısal frekansa bağımlı endüklenen voltaj ve motor hızı E am = Km I f ω ω = 2π nm Yukarıdaki denklemlerden; K m I f ω = E am = V dc I am R m Çıkış gücü ve tork denklemleri aşağıdaki gibi elde edilir. P = E out am I am P = ω out T = K m I am I f 10
DÖRDÜNCÜ BÖLÜM GELECEĞİN YAKITI HİDROJEN 4.1 Neden HİDROJEN? Hidrojen en hafif gazdır ve yanıcı özelliğe sahiptir. Özelliği yanarken, diğer yakıtların çıkarttığı doğaya zararlı gazları çıkarmaz ve geriye sadece saf su bırakır ve bir miktar ısı bırakır. 4.2 Hidrojenin Özellikleri Hidrojen en hafif kimyasal elementtir. Sıvı hidrojenin birim kütlesinin ısıl değeri 141,9 MJ/kg olup, petrolden 3,2 kat daha fazladır. Sıvı hidrojenin birim hacminin ısıl değeri ise 10,2 MJ/m3'tür ve petrolün % 28'i kadardır. Gaz hidrojenin birim kütlesinin ısıl değeri sıvı hidrojenle aynı olup, doğal gazın 2,8 katı kadarken, birim hacminin ısıl değeri 0,013 MJ/m3 ile doğal gazın % 32,5'ine karşılık gelmektedir.[9] Tablo 4.1 Hidrojen, benzin ve metanın yakıt özellikleri 11
4.3 Hidrojen ve Otomobil Ekonominin büyük bir role sahip otomotiv sektörü, yaklaşmakta olan hidrojenli günlere diğer sektörlerden daha hızlı hazırlanıyor. Bugün, yaklaşık bütün otomobil üreticileri hidrojen yakıtlı otomobil prototiplerini üretmiş durumdadır. Günümüzde temiz enerjiye yönelmenin önemini anlayan firmalar bu konuda teknolojilerini geliştirerek hidrojen enerjisine dayalı yeni araçlar imal etmektedir. Düzenlenen fuar ve etkinliklerle bu teknolojiye ait araçlar sergilenmekte ve temiz enerji bilinci oluşturulmaktadır [12]. Ancak şu aşamada hidrojenli otomobillerin ticari satışa sunulamamasındaki en büyük iki engel fiyatlarının yüksekliği ve soğuğa karşı dayanıksız oluşlarıdır. 4.4 MALİYET SORUNU Hidrojenli motorların maliyeti sektörün gelişmesinin önünde ciddi bir engel olarak algılanıyor. Platinyum alternatifleri konusunda uzmanlaşan QuantumSphere firması, katalizatör işlevi gören nano-nikel geliştirdi. Yakıt hücresinde, platinyum yerine nanonikelkullanılacak.[12] Yarım kilogramı 10 bin dolar olan platinyuma göre nikel çok daha ucuz bir materyel ve bu açıdan hidrojenli otomobillerin geleceği için bir umut. Nano-nikel önce eritiliyor, sonra da sıkıştırılarak yeniden katılaştırılıyor. Katılaştırma esnasında nikel eriyiği 20 nanometre lik parçalara bölüştürülüyor. QuantumSphere in ürettiği nano-nikel, platinyuma benzer fiziksel özellikler gösteriyor ve yakıt hücresinde aynı işlevi görebiliyor.[12] 4.5 Hidrojen Depolama Bilim adamları günümüzde kullanılan yakıtların çevre kirliliğine yol açtığını, hem de çok hızlı bir şekilde tükendiğini vurguluyorlar. Alternatif enerji kaynakları, güneş ve rüzgar enerjisinin taşınma ve depolanma sorunu, doğalgazdan elde edilen hidrojenin de, 12
alev alma riski var. Bu yüzden hidrojenin güvenli bir şekilde depolanması ve taşınması önem kazanıyor. Hidrojen depolama metotları genel olarak; [14] tanklarda gaz ve sıvı olarak depolama hidrojen taşıyıcı hidrokarbonlarda (metanol gibi) kimyasal depolama, hidrojeni bazı metal alaşımlarıyla reaksiyona girdirerek metal-hidridler şeklinde depolama, katı nano yapılarda depolama Hidrojen gazının yüksek basınçta depolanması en eski ve en çok kullanılan metottur. Özellikle son yıllarda kompozit depo teknolojisi bu metodu tekrar popüler hale getirmiştir. Hidrojenin sıvı olarak depolanması yüksek maliyet nedeniyle uzay araçları ve bazı roketlerden başka uygulamalarda tercih edilmemektedir. Bazı metal alaşımları hidrojenle bileşik oluşturarak küçük bir hacimde çok yüksek miktarda hidrojen depolamak (metal-hidridler) mümkündür. İstenilen miktarda hidrojen, metal-hidrid yatak ısıtılarak dışarı alınabilmektedir. Metal hidrid yataklar aynı hacimde sıkıştırılmış gaz tanklarına göre çok daha fazla hidrojen depolayabilmektedir. Sistem düşük basınçla çalıştığı için diğer depolama metotlarına göre daha emniyetlidir. Fakat bu sistemlerin ağır olmaları önemli bir dezavantajdır. Son yıllarda karbon nano-yapıların (nano-tüp, nano-fiber vb.) çok büyük miktarlarda hidrojen depolama kabiliyetlerinin olduğu görülmüştür. Hidrojen gazı, boyutları milimetrenin milyonda biri mertebelerinde olan tüpçüklerin içinde yüksek yoğunlukta depolanmaktadır. Nano-yapıların yüksek maliyetleri günümüzde pratik olarak kullanımlarını engellemektedir, fakat yakın bir gelecekte nano-yapıların hidrojen depolanmasında en önemli rol oynayacağı açıktır.[14] 13
BEŞİNCİ BÖLÜM BOR ve TÜRKİYE Şekil 5.1 Bor Türkiye nin bilinen bor yatakları, Tersiyer boyunca aktif olan volkanik faaliyetlerin yer aldığı bölgelerde, Miyosen görsel ortamlarda depolanmıştır. Türkiye bor yataklarının tümü, volkanik aktivite ile ilgili yataklar olarak sınıflandırılır. Türkiye bor yatakları, dünyanın en büyük ve yüksek tenörlü (sırasıyla %30,29 ve 25 B 2 O 3 ) kolemanit, üleksit ve boraks (tinkal) yatakları olup, dünya ihtiyacını 500 yıl tek başına karşılayacak boyuttadır. Türkiye deki bor yatakları madencilik yönünden kolay çıkarılabilir nitelikte olup, aynı zamanda da ulaşım noktalarına da yakınlığı bakımından dünyada rakipsizdir.[13] Katma değeri yüksek, ileri teknolojiye dayalı, bilgi yoğun bor üretilmesi ve bunların üretilmesine yönelik teknolojilerin geliştirilmesi dünyanın en büyük bor rezervlerine sahip ülkemiz için çok önemli bir hedef olarak dikkate alınmalıdır.[13] Yakıt pilleri ile enerji üretiminde kullanılan hidrojenin depolanmasında ve hidrojen kaynağı olarak bor hidrür bileşiklerinin kullanımı önemli ve yeni uygulama alanı olarak yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Özellikle hidrojen kaynağı olarak sodyum bor hidrür üretimi ve yakıt pillerinde hidrojen üretiminden sonra oluşan sodyum boratın tekrar sodyum bor hidrüre dönüştürülmesi ileriye yönelik önemli bir araştırma konusu olarak dikkati çekmektedir. Borlu bileşiklerin hidrojen depolanmasında kullanımına yönelik bilimsel gelişmeler yakıt pillerinin ekonomik olarak kullanımına olanak sağlayabilecektir. Ayrıca yakıt pillerinde proton iletkenliğini artıran membran geliştirilmesinde de bor bileşiklerinin kullanımı araştırılmaktadır.[13] Bu araştırmaların başarı ile sonuçlanması halinde çok yakın bir gelecekte Türkiye dünyada çok önemli bir merkez konumuna gelebilme potansiyeline sahiptir. 14
ALTINCI BÖLÜM SONUÇ Yakıt hücrelerinin ticari hayata geçmesi için ani ivme kazanabilecek gücü üretmeleri (otomobillerde), soğuğa karşı dayanıklı olabilmeleri ve en önemliside maliyetlerinin düşmesi gerekmektedir. Otomobillerdeki ani ivme sorunu yakıt hücresine bağlanan tekrar şarj edilebilir piller yardımıyla çözülebilir. Böylece otomobilin ani ivme gerektiren durumlarda bu eksta piller devreye girerek daha fazla akım üretilebilir. Daha sonra da aralıklarla bu piller şarj edilerek gerektiğinde kullanım için hazır tutulabilirler. Soğuğa karşı dayanıklılık ise hala üzerinde yoğun bir şekilde çalışılan bir konudur. Firmalar bu konuda bir çok testler yapmakta ve yakıt hücrelerinin değişken sıcaklıklarda çalışma şartlarını iyileştirmeye çalışmaktadırlar. Bizce soğuğa karşı dayanıklılık problemi yine dışarıdan devreye giren daha güçlü şarj edilebilir piller yardımıyla çözülebilir. Soğuk şartlarda piller devreye girerek yakıt hücresinin çalışma ortamını ve dışarıdan alınan havanın ısısını ayarlayarak hücreyi koruyabilirler. Önemli bir konuda maliyetlerdir. Firmalar bu maliyet sorununu indirmek için çalışmışlardır. Platinyum alternatifleri konusunda uzmanlaşan QuantumSphere firması, katalizatör işlevi gören nano-nikel geliştirdi. Yakıt hücresinde, platinyum yerine nanonikel kullanılacak.yarım kilogramı 10 bin dolar olan platinyuma göre nikel çok daha ucuz bir materyel ve bu açıdan hidrojenli otomobillerin geleceği için bir umut olmuştur [12]. Yakıt hücreli cihazların önündeki bir diğer engel de yakıt kaynağı olan hidrojenin taşınması depolanması ve güvenli bir şekilde kullanımı konusunda hala kesin bir metodun olmadığıdır. Hidrojen depolanması, saklanması ve taşınması için bir çok görüş ve metod önerilmiş ancak şu ana kadar hiç bir metod üzerinde kesin bir yargı oluşmamıştır. Ülkemizde bol miktarda bulunan bor madeni ise hidrojenle kolayca bileşik oluşturabilmekte ve kolayca ayrılabilmektedir. Bor hidrojenle birleşince borhidrür olarak bileşik oluşturmaktadır. Bir enerji bileşeni olarak bor-hidrür, hidrojenin taşınma, depolanma, patlama gibi tüm risklerini yok eden bir taşıyıcı. Bu sebeple çok yakın bir gelecekte Türkiye bor rezervlerinin bolluğu sebebi ile önümüzdeki yıllarda 15
dünyada önemli bir merkez olabilme potansiyeline sahiptir. Bu açıdan ülkedeki bor rezervlerini çok değerli kılacak hidrojenin güvenli saklanması ve taşınması üzerine deneyler, projeler yapılmalı ve başarıya ulaştırılmalıdır. 16
KAYNAKÇA 1. John H. Hirschenhofer, Fuel Cell Status: 1996, IEEEAES Systems Magazine, March 1997, pp. 23-28 2. Michael W. Ellis, Michael R. Von Spakovsky, and Douglas J. Nelson, Fuel Cell Systems: Efficient, Flexible Energy Conversion for the 21st Century, Proceedings of the IEEE, vol. 89, No. 12, December 2001 3. Ali T-Raissi, Arundhati Banerjee, Kenneth G. Sheinkopf, Current Technology of Fuel Cell Systems, Proc. 32nd Intersoc. Energy Convers. Eng. Conf. (1997), pp.1953-1957. 4. M. A. Laughton, Fuel cells, Engineering Science and Education Journal February 2002 5. George G. Karady & Keith Holbert, EEE 360 Energy Conversion and Transport Chapter8: DC Motors, Lecture Notes on Energy conversion and Transport, November 2004 6. Ali T-Raissi, David L. Block, Hydrogen: Automotive Fuel of the Future, IEEE Power & Energy Magazin, November/December 2004 7. Dr. Mark C. Williams, Fuel Cells and the World Energy Future, Summary of Presentation prepared for the Special Technical Session On Fuel Cells IEEE-PES Summer Meeting, Vancouver, B. C., Canada, July 15-19, 2001 8. Brian Cook, Introduction to Fuel Cells and Hydrogen Technology, Engineering Science and Education Journal, December 2002 9. Ültanır, M.Ö., "21. Yüzyıla Girerken Türkiye'nin Enerji Stratejisinin Değerlendirilmesi", Türk Sanayiciler ve İşadamları Derneği Raporu, www.tusiad.org, 1998. Web 10. http://www.mmo.org.tr/muhendismakina/arsiv/2003/ekim/makale_hidrojen.htm 11. http://www.makinamuhendisi.com/modules.php?name=news&file=article&sid=78 12. http://www.hidrojenforumu.com/html/ortaframe.htm 13. http://www.karaelmas.edu.tr/linkler/duyurular/bor/rapor.doc 14. http://www.hidrojenforumu.com/kongre2konusma/ozet_mahmutmat.htm 15. http://www.hidrojenforumu.com/html/nhe.htm 16. http://www.ch2bc.org/fchandbook/techover1-1fcdesc.htm 17. http://bplhd.jakarta.go.id/agt/fc.htm 17