Dünyadaki enerji üretimi; sanayileşme, nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak sürekli artış göstermektedir. Artan enerji ihtiyacını karşılama ile birlikte fosil enerji kaynaklarının rezervleri de azalmaktadır. Fosil yakıtların yakılmasıyla ortaya çıkan, karbon dioksit, karbon monoksit, metan gibi gazlarda küresel ısınma, sera etkisi gibi sorunları ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenlerden dolayı günümüzde bu fosil yakıtların yerine doğa dostu yenilenebilir kaynaklar kullanılmaya başlanmıştır.
Bu yazımızda yakıt olarak hidrojen ve kolaylıkla hidrojene dönüştürülebilen yakıtların kullanımı ve bu yakıtların yüksek verimde kullanımını sağlayan ‘yakıt pilleri’nden bahsetmeye çalışacağız.
Yakıt pilleri; yenilenebilir enerji kaynaklarını verimli enerjiye dönüşümünü sağlayan sistemlerdir. Sisteme sağlanan uygun bir yakıt ve oksitleyicinin elektrokimyasal reaksiyonu ile elektrik enerjisi üretilir. Yakıt ile havanın elektrokimyasal tepkimesi ile birlikte kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bu reaksiyonun sonucunda su ve ısı açığa çıkar.
Yakıt pili bir elektrolit ve bunun her bir yüzeyi ile temas halinde olan gözenekli anot, katot ve elektrotlar olmak üzere üç kısımdan oluşur. Bu anot kısmından yakıt katot kısmından ise hava gönderilir. Bu yakıt ve havanın elektrokimyasal reaksiyonu sonucu elektriksel gerilim meydana gelir.
Yakıt pilinin kullanım tarihi çok eskilere dayanmaktadır. İlk olarak 1958 yılında NASA’nın uzay programında Apollo, Gemini, ve Space Shuttle uzay gemilerinde kullanıldığı bilinmektedir. İlk yakıt pili çalışmaları 1838 yılında Sir William Grove tarafından H2-O2 pili üzerinde yapılmıştır.
Yakıt pili çeşitleri;
- Alkalin yakıt pili
- Polimer elektrolit yakıt pili
- Doğrudan metanol yakıt pili
- Fosforik asit yakıt pili
- Eriyik karbonat yakıt pili
- Katı oksit yakıt pili
Uygulama alanları ise; ilk uygulama alanları uzay çalışmalarıdır ayrıca askeri uygulamalarda, evsel uygulamalarda, toplu taşıma araçlarında, motosikletlerde, uçaklarda, arabalarda ve daha birçok alanda kullanılmaktadır.
Yakıt pillinin avantajları bakacak olursak ilk başta şunu söyleyebiliriz hareketli parça içermediğinden sessizdir gürültü kirliliği oluşturmamaktadır, modülerdir, oldukça fazla yakıt çeşidiyle çalışabilir, katı atık problemi yoktur, dayanıklıdır, güvenlidir.
Bu sistemin dezavantajları yok mu elbette var; yüksek maliyetli olması, çok fazla bilgi gerektirmesi ve uzun zaman alması en önemli dezavantajlarıdır.
Metanol Yakıt Hücresi
Sonuç olarak dünya nüfusunun hızla arttığı, enerji kaynaklarının giderek azaldığı bu zamanda alternatif kaynaklara yönelmek bizim için çok önemli bir hale gelecektir. Bu alternatif kaynaklardan birisi olan ve ilk sıralarda yer alacak olan yakıt pili dünyada birçok ülkede kullanılmaya başlanmıştır. Bizim ülkemizde de bazı üniversitelerde çalışılmaya başlanan bu proje umarım çok yaygınlaşır da hem çevre kirliğini önlemiş olur hem de enerji ihtiyacımızı sağlıklı bir şekilde kazanmış oluruz.
