Yakıt pili, yakıt hücresi : Nedir bu teknoloji ?
Yakıt hücresi temelde bir yakıta ait kimyasal enerjiyi direk elektrik enerjisine çeviren bir araçtır. Çalışma prensibi olarak hidrojenin ve oksijenin bir araya getirilerek elektrik enerjisine çevrilmesi esasına dayanır. Yakıt hücreleri doğaya hiç bir zarar vermeden elektrik enerjisi üretebildikleri için geleceğin enerji kaynağı olarak görülmektedir. Günümüzde de bir çok alanda kullanımı düşünülmektedir ancak burada büyük bir sorun başgöstermektedir. Kullanılacak olan hidrojenin depolanması başlı başına problemdir.
Bilindiği üzere hidrojen son derece yanıcı bir gazdır.Yüksek basınçlı tanklarda depolanmasının önünde başka bir problem de büyük miktarda hidrojenin depolanamamasıdır. Çok büyük miktarlarda depolanan hidrojen bir çok sebebden dolayı patlayabilme potansiyeline sahiptir.
Günümüzde özellikle fosil yakıtların kirletmiş olduğu dünya yakın zaman da ekonomik nedenleri de bir kenara bırakmak zorunda kalarak fosil yakıtlardan vazgeçecektir.Günümüz teknolojisi hidrojeni depolama anlamında sürekli gelişim içerisindedir ve yakın zamanda bu problemin çözülmesi beklenmektedir.
Yakıt pilini fosil yakıtlardan ayıran özelliği hiçbir yanma reaksiyonu olmamasıdır. Hidrojen oksijenle yanma reaksiyonu olmadan birleşebilir ve reaksiyon çıkışı elektrik enerjisine dönüştürülebilir.Çalışma prensibi olarak bugün kullanmış olduğumuz karbon kökenli piller ile benzerlik gösterir.
Yakıt pili anot,katot ve iki uç arasında kalan bölge (katalizör) olmak üzere 3 bölgeden oluşur.İlk olarak anot tarafına hidrojen, katot tarafına ise oksijen gönderilir.Gönderilen hidrojen katalizöre geldiği anda Hidrojen iyonu ve 2 adet elektrona ayrılır.Burada gönderilen Hidrojen iyonu oksijen ile birleşerek su oluşturur. Kalan 2 elektron ise potansiyel farkı oluşturularak elektrik enerjisine dönüşür.
Elektriksel verimleri çeşitlerine göre %20 ila %70 arasında değişir.Kullanılan katalizör (elektrolit) yakıt pilinin türünü belirler.Ortalama olarak bir yakıt hücresi 0.5V-0.7V arasında elektrik enerjisi üretir.Enerji verimliliği de ortalama %50 dir.
Yakıt hücresinin çok uzun süre kullanılabilmesi, doğaya hiçbir zarar vermemesi, tepkime sonucu zararlı madde üretmemesi ve hiç bir ses çıkarmadan çalışabilmesi en büyük avantajıdır. Hidrojenin üretilmesi ve depolanması ise bu konuda oluşan problemlerin kaynağıdır.
Yeryüzünde buluna su en büyük hidrojen kaynağıdır. Suyun elektrolizinden bu elde edilebilir. Ancak suyun elektrolizi için de enerjiye ihtiyaç vardır. İşte burada yakıt hücresi için tartışmalar başlamaktadır. Uzmanların bir kısmı nükleer santrallerde üretilen enerji ile suyun elektrolizinden hidrojen üretilmesi ve bu hidrojenin yakıt olarak depolanıp kullanılmasını destekliyor. Kalan diğer kısım ise elektroliz için gerekli enerjinin güneş, rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilmesi yönünde hemfikir. Nükleer enerji sürekli ve düzenli bir enerji üretimi sağlar ancak güneş ve rüzgar enerjisi değişkendir. Burada özellikle mevcut güneş santrallerinin veriminin arttırılması ve yaygınlaştırılması yakıt hücresi teknolojisinin gelişmesi için çok önemlidir.
Ticari kullanım olarak geçtiğimiz günlerde Japonya’da Toyota Mirai modeli ile bu teknolojiyi gerçek anlamda kullanabilen ilk firma olmuştur. Ayrıca yakıt pili ile çalışan otomobil araştırmaları konusunda patentlerin büyük bölümü Toyota firmasına aittir.
Toyota firması sahip olduğu 5680 patenti 2020 yılına kadar ücretsiz olarak kullanıma sunmuştur.Özellikle yerli otomobilin geliştirilmesi için bu kadar yatırım yapılırken bizim de bu teknolojiyi araştırıp uygulamaya geçirebilmemiz çok önemlidir.Dünya genelinde İzlanda yakıt hücresi üretiminde özel bir yere sahiptir. Ar-ge çalışmaları bu konuda çok ilerlemiştir. Ülkemizde ise Vestel bu konuda araştırma yapmaktadır. Enerji alanında dışa bağımlı olan ülkemizde özellikle bu teknolojiden faydalanabilmek çok önemli bir yere sahiptir.
