Hidrojen Enerjisi Nedir? Avantaj ve Dezavantajları Nelerdir?

Hidrojen, evrenin en basit ve en çok bulunan elementi olup renksiz, kokusuz, havadan çok daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır. Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup evrenin temel enerji kaynağıdır. -252,77 Cº’de sıvı hale getirilebilir. Sıvı hidrojenin hacmi gaz halindeki hacminin sadece 1/700’ü kadardır. Hidrojen, bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir. 1 kg hidrojen, 2,1 kg doğal gaz ya da 2,8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir. Ancak birim enerji başına hacmi yüksektir. Hidrojen doğada serbest halde bulunmaz, bileşikler halinde bulunur. En çok bilinen bileşiği ise şudur (H2O).

Isı ve patlama enerjisi gerektiren her alanda kullanımı temiz ve kolay olan hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı enerji sistemlerinde, atmosfere atılan ürün sadece su ve/ya da su buharı olmaktadır. Hidrojenden enerji elde edilmesi sırasında su buharı dışında çevreyi kirletici ve sera etkisini artırıcı hiçbir gaz ve zararlı kimyasal madde üretimi söz konusu değildir. Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama daha verimli bir yakıttır. Hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı ve kimyasal enerjinin doğrudan elektrik enerjisine çevrildiği sistemler yakıt hücreleri diye adlandırılır. Yeni geliştirilen bu sistemlerde hidrojen doğrudan ya da hidrojen salan herhangi bir kaynak yardımıyla sisteme verilmekte ve istenilen enerji elde edilmektedir.

Elektrik 20. Yüzyılın en onde gelen enerjisidir. Hidrojenin ise 21. yüzyılın en önemli bir diğer enerji taşıyıcısı olacağı öngörülmektedir. Hidrojen evrende en çok bulunan yanıcı bir gazdır. Bilinen bu en hafif element dünyada da çok fazladır. Fakat serbest olarak değil, su molekülü içerisindedir. Hidrojen doğal bir yakıt olmayıp birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak değişik hammaddelerden üretilebilen sentetik (yapay) bir yakıttır.

Güneş, yüzde yüze yakın oranda bütünüyle hidrojenden, enerjisi ise, hidrojen atomlarının kaynaşımından oluşmuştur. Hidrojen, yeryüzünde genellikle oksijenle birleşmiş olarak su biçiminde bulunur. Bu nedenle, okyanuslar, göller, nehirler bizim hidrojen “madenlerimiz”dir. Hidrojen enerji kaynağı olarak kullanılacak olursa, özellikle sudan yararlanılacaktır. Bu nedenle yakıt olarak kullanılan hidrojen yeniden su üretecektir.

Giderek ağırlaşan çevre sorunu ve küresel ısınma, tükenen hidrokarbon kaynakları hidrojen gibi sentetik yakıtları çekici duruma getirmektedir. Hidrojen motor yakıtı olarak kullanılabildiği gibi, sanayide, elektrik üretiminde, konutlarda güvenle kullanılabilir durumdadır.

Günümüzde yakıt hidrojeninin yeşil ve yenilenebilir enerjilerle ekonomik olarak elde edilebilmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca, güneş fotovoltaik-hidrojen enerjisi sistemleri üzerinde de önemle durulmaktadır. Güneş-hidrojen sisteminde, güneş enerjisi elektriğe dönüstürülür; uzak yerlere bu enerjiyi taşımak ya da gece kullanabilmek için bu elektrikten elektroliz yoluyla hidrojen üretilir (sadece, fabrikalarda, evlerde ve diğer işlerde hemen kullanılması gerekmeyen elektrik bu işlem için kullanılır). Bu sistemin yararı, fazla elektriğin (hemen kullanılmayan elektrik) hidrojen üretiminde kullanılması ve böylece boşa harcanmamış olmasıdır.

Sonuç olarak en önemlisi, hidrojen ve güneş enerjisinin kirletici olmamalarıdır. Bu sistemler ne korkulan CO2, ne asit yağmurlarına neden olan kükürt, ne de kirli sisi olusturacak başka kirleticiler çıkarırlar. Güneş enerjimizin daha birkaç milyar yıl bizi ısıtacağından kuşku yoktur. Hidrojen elde ettigimiz suyun da tükenmesi söz konusu degildir, çünkü yanan hidrojen yeniden su üretmektedir. Görüldügü gibi güneş-hidrojen enerjisi temiz ve yenilenebilir bir enerjidir.

Avantaj ve Dezavantajları

Hidrojen gazı farklı yöntemlerle elde edildiği gibi su, güneş enerjisi ya da onun türevleri olarak kabul edilen rüzgar, dalga ve biyokütle ile de üretilebilmektedir. Hidrojen karbon içermediği için fosil yakıtların neden olduğu çevresel sorunları yaratmaz. Ne sera etkisi oluşturan ne de kirli hava ve asit yağmurları oluşturan kimyasal madde çıkarır.

Hidrojenin zorda olsa depolanabilir ve taşınabilir olması kullanım alanının çok geniş olmasına neden olmaktadır. Bu enerji kaynağının bir diğer önemli özelliği, taşıdığı enerjinin kolaylıkla elektrik enerjisine dönüştürülebilmesidir. Dünya hidrojene geçiş aşamasında olup bu geçisin 10-15 yıl içinde tamamlanması beklenmektedir. Hidrojen aynı zamanda verimli bir yakıttır. Enerjinin diğer türlerine (mekanik ve elektrik) başka yakıtlardan daha verimli bir biçimde dönüştürülebilir.

Hidrojen, uçaklar, gemiler ve denizaltılar için de ideal bir yakıttır. Hidrojen yakıtlı gemilerin ve tankerlerin en büyük üstünlüğü, bir kaza sırasında yakıtın çevreye yayılıp çevreyi kirletmemesidir. Çünkü hidrojen hemen buharlaşıp uçar. Diğer yakıtlar gibi suyun üzerinde kalmaz.

Ancak, hidrojenin korunması ve kapalı yerlerde uzun süre tutulması, kolay sızabildiği için oldukça zordur. Ayrıca, hidrojen oksijenle kontrolsüz bir ortamda patlayarak birleştiğinden oldukça tehlikelidir.