Son yıllarda iklim kriziyle mücadele doğrultusunda, karbon emisyon oranının azaltılması için çeşitli projeler ve araştırmalar yapılıyor. Küresel ısınmanın başlıca sebeplerinden biri de enerji. Fosil yakıtların günümüzde bir numaralı enerji hammaddesi olduğu konusunda hemfikiriz. İşte karbon emisyonunun azaltılması da fosil yakıtlardan uzaklaşmaktır. Peki alternatifler neler? bütünleşmiş sistemler enerjiyi fosilden karşılıyorken alternatif sistemlere nasıl entegre olacağız? Seçeneklerimiz neler? Elektrikli araçlar ve türevleri, sentetik yakıtlar ve hidrojen yakıtlı araçlar bu sorulara cevap olarak yapılmıştır.

Hidrojenli Araba Nedir?

Sera gazı ve iklim kriziyle mücadele de elektrikli arabalar her ne kadar ön planda olsa da hidrojenli araçlar başka bir seçenek olmaya çalışıyor. Dünyamızda en çok bulunan element olan Hidrojen, yakıt olarak kullanıldığı vakit aracın egzoz borusundan su buharı olarak atılır. Egzoz olduğuna bakmayın içten yanmalı motor kullanılmıyor. Aksine elektrik motoru kullanılıyor. Yani bu araçlar ne tam anlamıyla elektrikli araca benziyor ne de içten yanmalı araçlara.

Nasıl Çalışır?

Araç içinde hidrojen depolayan yakıt hücreleri bulunmaktadır. Hidrojen dolumu, benzin dolumu gibi istasyonlarda manuel olarak gerçekleştirilir. Depodaki hidrojen, elektriğe dönüştürülerek motor tarafından kullanılır. Bu süreçte enerji dönüşümü meydana gelir.

1. Yakıtın Temini: Hidrojen depolama tanklarından alınan hidrojen, yakıt hücresine beslenir. Bu süreçte, hava aracılığıyla oksijen de yakıt hücresine girer.
2. Hava Girişi: Hava, aracın dışından alınır ve bir hava giriş sistemi aracılığıyla yakıt hücresine iletilir. Burada, hava içerisinde bulunan oksijen molekülleri, yakıt hücresinde gerçekleşecek elektrokimyasal reaksiyon için gerekli olan oksijen kaynağını oluşturur.
3. Elektrokimyasal Reaksiyon: Yakıt hücresinde, hidrojen molekülleri hidrojen iyonlarına (protonlar) ve elektronlara ayrılır. Hidrojen iyonları bir proton değişim membranı (PEM) veya alkalin yakıt hücresi (AFC) gibi elektrolit tabakası aracılığıyla geçerken, elektronlar bir devre üzerinden dışarı çıkar ve elektrik akımı oluşturur.
4. Elektrik Enerjisi Kullanımı: Oluşan elektrik akımı, aracın motorunu çalıştırmak için kullanılır veya bir batarya üzerinde depolanabilir.
5. Su Oluşumu: Hidrojen iyonları ve elektronlar oksijenle reaksiyona girerek su oluştururlar. Bu süreçte oluşan su buharı, aracın tek atığıdır, bu da hidrojenli araçların çevre dostu olmasını sağlar. Bu süreç sırasında, aracın hareketini sağlayan elektrik enerjisi üretilir.

Hidrojenin Kaynağı Nedir?

Hidrojenin temin edilme şekli, hidrojen ekonomisinin sürdürülebilirliği ve çevresel etkisi açısından önemlidir. Genellikle üç ana yöntemle elde edilir: doğal gaz reformu, suyun elektrolizi ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla suyun elektrolizi. Doğal gaz reformu, mevcut endüstriyel süreçlerde en yaygın olanıdır. Ancak bu yöntem, metanın yanması sırasında sera gazı emisyonlarına neden olabilir. Suyun elektrolizi ise temiz bir üretim yöntemi olarak kabul edilir, ancak enerji gereksinimleri yüksek olabilir.

Son olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla suyun elektrolizi, çevresel olarak en sürdürülebilir olanıdır ve güneş veya rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerjiyle hidrojen üretir.

Hidrojen mi Elektrikli Arabalar mı?

Kıyaslama yaparken verimlilik ve çevresel ekonomi çerçevesinde incelememiz gerekiyor. Hidrojeni yeşil enerjiyle üretmek demek, hali hazırda var olan elektriği kullanarak elektroliz yöntemiyle suyu hidrojen ve oksijene ayırmak demektir. Akıllara şu soru geliyor, var olan elektriği tekrar dönüştürüp hidrojen üretmek için kullanalım? Direkt olarak araba üzerinde kullanalım? Eğer karbon emisyonunu azaltma konusunda samimiyse araç üreticileri hidrojenli araçlara gerek var mı?

Tesla patronu Elon Musk teknolojiyi “aptalca satış” olarak tanımlıyor: Aynı elektriği arabaya güç vermek için kullanmak varken neden hidrojen üretmek için yeşil elektrik kullanasınız ki?

Her enerji dönüşümü israf edilen ısıyı içerir. Bu, hidrojen yakıtlarının kaçınılmaz olarak araca daha az enerji sağladığı anlamına gelir. (Hidrojenin doğrudan yakılması yerine, içten yanmalı motorlarda benzin veya dizel yerine kullanılacak e-yakıtların üretiminde kullanılması durumunda bu kayıplar daha da artabilir.)

Cambridge Üniversitesi’nden makine mühendisliği profesörü David Cebon şunları söyledi: “Yeşil hidrojen kullanırsanız, bir arabaya güç sağlamak için hidrojeni üretmek, yalnızca aküyü şarj etmek için gerekenden yaklaşık üç kat daha fazla elektrik gerektirir.”

Bu biraz iyileşebilir ancak pilleri zorlamak için yeterli değil. Cebon, “Çok daha iyisini yapmak zor” dedi.

Hidrojenle Çalışan Arabalar

Şu anda Türkiye’de satılan hidrojenli araba çeşitleri şunlardır:

• Hyundai NEXO: SUV modelidir. 660 km menzile ve 163 hp güce sahiptir. Yaklaşık 770.000 TL fiyatla satılmaktadır.

• Toyota Mirai: Sedan modelidir. 650 km menzile ve 182 hp güce sahiptir. Yaklaşık 880.000 TL fiyatla satılmaktadır.

Bunlara ek olarak, bazı markalar da hidrojenli araba modelleri geliştirmektedir. Bu modellerden bazıları şunlardır:

• BMW iX5 Hydrogen: SUV modelidir. 600 km menzile sahip olması öngörülmektedir.

• Honda Clarity Fuel Cell: Sedan modelidir. 800 km menzile sahip olması öngörülmektedir.

• Mercedes-Benz GLC F-Cell: SUV modelidir. 650 km menzile sahip olması öngörülmektedir.

Hidrojenli Arabaların Geleceği

Hidrojenli arabaların geleceği, teknolojik gelişmeler, altyapı iyileştirmeleri ve ekonomik faktörler tarafından belirlenecektir. Hidrojen ekonomisinin büyümesi için, daha fazla yenilenebilir enerji kaynağının kullanılması ve hidrojen üretim süreçlerinin verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Ayrıca, hidrojenli araçların yaygınlaşması için yakıt dolum istasyonlarının artırılması ve hidrojen depolama teknolojilerinin geliştirilmesi önemlidir. Bununla birlikte, elektrikli araçların hızla gelişmesi ve iyileşen batarya teknolojisi, hidrojenli araçların rekabet gücünü etkileyebilir. Ancak uzun menzil ve kısa dolum süreleri gibi avantajlar, hidrojenli araçların belirli kullanım senaryolarında önemli bir rol oynamasını sağlayabilir.

Elektrikli Arabaların Yerini Alması Zor

Hidrojen arabaları için temel sorun yakıt hücresi değil, aslında temiz hidrojenin ihtiyaç duyulan yere ulaştırılmasıdır. Gaz son derece yanıcıdır ve bunun gerektirdiği tüm güvenlik kaygıları nedeniyle basınç altında saklanmalı ve kolayca sızdırılmalıdır. Ayrıca fosil yakıtlara göre birim hacim başına daha az enerji taşıyor; bu da yerinde elektrolizörler kullanılmadığı sürece çok daha fazla tanker gerektireceği anlamına geliyor.

Belki hükümetlerin heyecanı yükseldikçe veya azaldıkça, hidrojen ekonomisi değişebilir. Ayrıca, teknoloji ilerledikçe ve sınırlar dahilinde gelişebilir, bu da gazı daha cazip hale getirebilir ve maden arayıcıları daha ucuz “beyaz hidrojen” bulabilirler.

Ancak, otomobiller için durum artık belirgin hale geliyor gibi görünüyor: piller, hemen hemen her üretici için benzin sonrası tercihtir. Bu durum, hidrojenin otomobil endüstrisindeki kabulünün hala sınırlı olduğunu gösteriyor. Her ne kadar bazı teknolojik gelişmeler ve ekonomik avantajlar olsa da pil teknolojisi mevcut durumda daha yaygın ve kabul görmüş bir seçenek gibi duruyor. Bu nedenle, hidrojenin otomotiv endüstrisindeki rolü konusunda daha büyük bir değişiklik için belirli bir çaba gerekebilir.

Bir Sonraki Arabanız Elektrikli Mi Olmalı?