FUEL CELL (YAKIT HÜCRESİ) TEKNOLOJİSİ VE UYGULAMA ALANLARI | YoungCorners
Kapat

FUEL CELL (YAKIT HÜCRESİ) TEKNOLOJİSİ VE UYGULAMA ALANLARI

Anasayfa
Bilim & Teknoloji FUEL CELL (YAKIT HÜCRESİ) TEKNOLOJİSİ VE UYGULAMA ALANLARI

Elektriği 21.yüzyılda bir çok şekilde üretebilmekteyiz. En bilindik yöntemlerin başında doğalgaz, kömür, motorin vs. gibi yakıtların yakılması gelirken yakıtsız elektrik üretim de günümüzde mümkün. Bunların başında ise green energy olarak adlandırılan güneş, rüzgar ve jeotermal enerji kaynakları ile enerji üretimi gelmektedir. Peki bu bahsedilenler dışında başka ne olabilir? Yukarıdaki yöntemler kadar duymamış olsanız da son zamanlarda geniş uygulama alanlarıyla ve verimliliği açısından da adından çokça söz ettiren FUEL CELL !

Elektrik üretmek için başvurulan başka bir uygulama ise Yakıt Hücresi ile elektrik üretmek. Elektrik üretimi kimyasal bir olay ile gerçekleşir. Hidrojen ve oksijenin sırasıyla yakıt ve oksitleyici olarak kullanımı bu enerji üretiminin temel esaslarıdır. Çalışma prensibi aslında çok karışık değil. Yakıt hücresi anot ve katot elektrotları(platin) ile  elektrolit yüzey olarak üç tabakadan meydana gelmektedir. Anot ve katot elektrotları elektrolit yüzeyi ile birbirinden ayrılır.

Anot kutbuna hidrojen katot kutbuna ise oksijen tedarik edilir. Anot, hidrojen atomlarının elektronlarını kopararak hidrojeni pozitif yüklü bir iyon haline dönüştürür. Elektrolit yüzey olarak adlandırılan PEM(proton exchange membrane)  sadece pozitif yüklerin yüzeyden geçmesine izin verir.

Hidrojenin yörüngesinden kopan elektronlar ise  bir elektrik devresi üzerinde hareket eder.

H+ iyonları PEM yüzeyinden geçtikten sonra karşı kutuptaki katot yüzeyine geçer ve buradaki oksijen atomu ile birleşirler. Elektrik devresi üzerinden

hareket eden elektronlarda katot yüzeyine geçerek su molekülünü oluşturur.(H+ O2 ve e-) Nitekim elektrik dediğimiz kavram elektronların yani yüklerin hareketi ile meydana gelen akımın iletkenden akması ile açığa çıkmaktadır.

Elektronun devreden geçişi ile elektrik akımı oluşurken aynı elektron katot yüzeyine geçerek diğer iyon ve moleküller ile birleşmesi sonucu su molekülünü oluşturmaktadır. Atık olarak bile suyun açığa çıktığı bir sistemden bahsediyoruz.

Bu sistemde herhangi bir atık gazdan veya enerji kaybından bahsetmedik. Fuel Cell ile elektrik üretiminin en önemli avantajları çevreye ve doğaya zarar verecek bir sistemi barındırmaması. Enerji üretimi esnasında enerji kaybı gözlenmediğinden dolayı bu sistemin verimliliğinin de yüksek olduğundan bahsedebiliriz.

Yakıt Pili Çeşitleri:

Kullanılan elektrolit çözeltisine göre ve yakıt çeşidine göre yakıt pillerini şu şekilde adlandırabiliriz.

Elektrik üretimi tüm çeşitlerinde aynıdır. Buradaki farklılık kullanılan elektrolit çözeltisi ve sistemin çalışma sıcaklığıdır. Bu farklılık sonucunda da yakıt hücreleri Alkali, PEM, Katı Oksit vb. gibi adlandırılmıştır.

-UYGULAMA ALANLARI –

Sistemin nasıl işlediğini ve hangi aşamalardan geçtiğini anladıktan sonra ne gibi uygulama alanlarında kullanıldığını inceleyelim.

NASA, uzay programları için hidrojen kaynağını kullanan en bilinen kurumlardandır. Uzay araçlarında roket sistemlerine hız kazandırmak için sıvı hidrojen kullanmaktadır. Aynı zamanda elektrik ihtiyaçları içinde

hidrojen bataryalarını kullanmaktadırlar.

  • CHP(Bileşik Isı ve Güç Sist.) teknolojisi ile beraber yakıt hücreleri bina, ofis vb. gibi işletmelerde yerinde elektrik üretimi olarak kullanılmaktadır.
  • Yine yerinde üretim kategorisinde inceleyebileceğimiz dağıtılmış üretimde de kullanımı yaygındır. Dağıtılmış üretim,  bir konutun veya

işletmenin elektrik ihtiyacını birden fazla elektrik üretim sistemi ile tedarik etmesidir. Örneğin, çatıya yerleştirdiğiniz rüzgar türbini, güneş paneli, kullandığınız yakıt hücresi ya da kojenerasyon sistemi elektrik üretimi için kullandığınız farklı birer aşamadır.

  • Yakıt hücreleri taşınabilir elektronik aletlerinize(laptop, cep telefonu, tablet vs.) bir çeşit batarya gibi güç tedarik edebilir.
  • Yakıt hücreleri aynı zamanda yedek güç(depolama) ve uzak güç uygulamaları olarak kullanılmaktadır. Kırsal kesimleri ve hava tahmin istasyonlarını da içeren uzak güç uygulamaları mevcuttur.
  • İnsansız hava araçlarında, elektrikli ve hibrid araçlarda kullanımı yaygındır.

Yakıt hücreleri farklı sektörlerde farklı kullanım alanı ile çok fazla uygulaması mevcuttur. Elektrik ihtiyacınıza göre ve kullanım alanınıza göre farklı tasarımlarda yakıt hücresini kullanabilirsiniz.

 

 

Ömer Yılmaz

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir