Yakıt Pilleri Nasıl Geliştirildi?

Konusu 'Genel Bilgiler' forumundadır ve Lasey tarafından 10 Kasım 2017 başlatılmıştır.

  1. Lasey

    Lasey Admin

    Yeni Nesil Yakıt Pillerine Doğru

    Yakıt hücreleri (pilleri), 19. yüzyılın ortalarında yeni bir fikir olarak ortaya çıkan kimyevî reaksiyondan, elektrik üretme şeklidir. Kuru veya oto akümülatörü gibi sıvı pillerden farklı olarak, girdisi ve çıktısı olan açık sistem şeklinde çalışır. Yıllar içinde yapılan çalışmalar, birçok farklı yakıt hücresi tipi geliştirilmesini netice vermiştir. Teknolojinin gelişmesine paralel ortaya çıkan çevre problemlerine bir çözüm olarak, yakıt hücreleri, son yılların en popüler araştırma konularındandır. Zîrâ çevre kirlenmesine sebep olacak hiçbir unsur barındırmadıklarından, temiz (alternatif) enerji teknolojileri sınıfında değerlendirilmektedirler. Bu bakımdan günümüzde beklentilerin yüksek olduğu bir araştırma alanıdır. Yakıt pili sitemlerinde bugün ulaşılan verim nispeti % 70 civarındadır.

    Yakıt hücresinin çalışma prensibi, kimyevî reaksiyondan doğrudan elektrik akımı elde etmeye dayanır. Yüz yıldan fazla bir zamandır yapılan araştırma ve çalışmalarda, yakıt hücresi olarak oldukça farklı sistemler geliştirilmiştir. Fosforik asit, formik asit, alkali, doğrudan biyohidrür, doğrudan metanol ve katı oksit yakıt hücreleri bu sistemlerden bazılarıdır. Her yakıt hücresinde iki tip enerji açığa çıkar: ısı ve elektrik. Yakıt hücresi ile alâkalı çalışmaların en mühim odak noktalarından birisi de, ısı enerjisinin azaltılarak elektrik enerjisinin artırılmasıdır. Çünkü açığa çıkan ısı enerjisi etkin olarak kullanılamamakta ve sistemi soğutmak için ayrıca malzeme ve çözüm gerektirmektedir.

    Bugün ticarî olarak geliştirilen sistemlerde 100 MW gibi oldukça yüksek güçlere ulaşılmıştır. Bu tip sistemlerde hidrojen, kolay elde edilmesi ve bol bulunmasından dolayı, kritik bir reaksiyon malzemesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak yakıt pillerinde kullanılmak üzere depolanması, kullanımda pratik bir metot değildir. Depolama yerine, hidrojenin bor ile yaptığı bileşikler kaynak olarak kullanılmakta, ancak bu da ileri teknoloji gerektirmektedir.

    Uygulamalı mühendislik bilimlerinin hemen hemen her alanında yer bulan nanoteknolojik araştırmalar, yakıt hücresi ile alâkalı çalışmalarda da kendine yer bulmuştur. Berkeley California Üniversitesi'nde bir araştırma grubu, platin/nikel (metal çifti) nanokristalleri kullanarak yaptıkları çalışmada elde ettikleri katalizör (kimyevi reaksiyon hızlandırıcı), maliyeti düşüren ve verimi artıran neticeler verdi. "Science" dergisinde yayımlanan makaleye göre, geliştirilen metot ile elde edilen malzeme, platin kaplanmış üç boyutlu nanoçerçeve olarak ifade edilen bir molekül. Nanoçerçevenin yüksek yüzey-hacim oranı, mevcut kullanımdaki metal katalizörlerden en mühim farklılığı... Bu hususiyetiyle buluş; yakıt hücrelerinde en kritik süreç olan hidrojenin etkin elde edilmesinde, yeni bir dönem olarak değerlendirilmektedir. Bu ilmî çalışmanın ticarî bir değer kazanması durumunda, daha ucuza mal edilmiş yakıt hücreleri uygulamalarda daha yaygın bir şekilde yer bulacaktır.