Hidrojenin özellikleri (Properties of Hydrogen) - OtoGüncel Oto Haber Sitesi

Teknik Bilgiler no image

Published on Ağustos 7th, 2011 | tarafından Dr. Abdullah DEMİR

0

Hidrojenin özellikleri (Properties of Hydrogen)

Kokusuz, renksiz, tatsız ve saydam bir yapıya sahip olan hidrojen doğadaki en hafif kimyasal elementtir. Gaz halindeki hidrojen aynı hacimdeki havadan yaklaşık 15 kez daha hafiftir.  İçten yanmalı motorlarda kullanılmakta olan diğer alternatif yakıtlarla karşılaştırıldığında sıvı hidrojenin, sıvı hidrokarbonlara oranla yaklaşık 10 kere daha hafiftir. Gaz halindeki hidrojen ise metan gazından 10 kere daha hafiftir.  
Atomik sembolü “H” olan hidrojenin atom ağırlığı 1.00797, atom sayısı 1 olan elementtir. Hidrojen doğada en çok bulunan element olmasına rağmen, hafifliği sebebi ile atmosfere yükselip orada serbest kaldığından, yeryüzünde serbest halde çok az bulunmaktadır. Görünmez ve kokusuz bir gaz olan hidrojene yeryüzünde diğer elementlerle bileşik yapmış halde rastlanılmaktadır. 0°C’deki yoğunluğu 0,08987 g/l ve havaya göre özgül ağırlığı 0,0695’dir. Hidrojenin yanma ısısı oldukça yüksektir ve zehirli etkisi yoktur. Yanma sonucunda ise sadece su buharı meydana gelmektedir. Aynı ağırlıktaki benzine göre sıvı hidrojenin enerjisi 2,75 kat daha fazladır.
Hidrojenin alev hızı da oldukça yüksektir. Bu değer Stokiyometrik benzin-hava karışımı alev hızının yaklaşık 4 katı kadardır. Alev hızının yüksek olması Otto motorlarında ideale yakın bir yanmanın oluşmasını sağlayarak ısıl verimi artırabilmektedir. Hidrojenin sudan elde edilebilirliği ve kullanılınca ürün olarak su ve su buharı olması sayesinde sonsuz bir enerji kaynağı konumundadır. Sonuçta hiç tükenmeyecek bir yakıttır.
Hidrojenin kimyasal ve fiziksel özelliğinden kaynaklanan problemlerden dolayı depolama sorunları mevcuttur. Hidrojenin depolanmasında üç ana yöntem vardır: Bunlar; yüksek basınçlı gaz şeklinde depolanma, karyojenik (aşırı soğutulmuş) sıvı halde depolanma (bu durumda hidrojen genellikle alçak basınçlıdır) ve metal-hidrit şeklinde depolanmadır.
Küçük, içi boş, çapları 25 ile 500 mm arasında değişen ve duvar kalınlıkları yaklaşık 1 mm olan cam küreler kullanılarak da hidrojen depolanabilmektedir. Bu mikro küreler 200–400 oC’de hidrojen gazı ile doldurulur. Yüksek sıcaklıkta cam duvarlar geçirgenleşir ve gaz, kürelerin içine dolar. Cam, oda sıcaklığına soğutulduğunda, hidrojen kürelerin içine depolanır. Kullanılacağı zaman kürelerin ısıtılması ile hidrojen tekrar açığa çıkmaktadır.
Karyojenik sıvı depolama tekniğinde hidrojen atmosfer basıncında, 20 K’de oldukça iyi izole edilmiş tankta depolanmaktadır. Hidrojen sıvı halde olduğu için, eşdeğer ağırlıktaki benzinden 3 kat daha fazla enerji içerir ve eşdeğer enerji içerdiği durumda da 2,7 kat fazla hacim gerektirir. Bu teknikle, tank ve izolasyon dahil ağırlıkça %16 hidrojen depolamaktadır. Ayrıca, sıvılaştırma için yakıtın enerji içeriğinin %40'ı kadarı harcanmaktadır. Diğer bir dezavantaj ise izolasyona rağmen tanka ısının sızmasıdır. Bu sızma sonucunda hidrojen kaynamaktadır. Bu tip sorunlar, 300 bar ve 100-200 K sıcaklık sağlayabilen depoların kullanımı ile çözümlenebilmektedir.
Kaynak: İhsan Batmaz’ın Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisinde (Cilt 22, No 1, 137-147, 2007) yayımlanan “Buji Ateşlemeli Motorlarda Yakıta Hidrojen İlavesinin Motor Performansına ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Deneysel Analizi” isimli makalesinden derlenmiştir.



Yazar Hakkında

1973 yılında Trabzon’da doğdu. İlk, orta ve liseyi Trabzon’da tamamladı. 1992 yılında Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümünü kazandı. 1996 yılında Otomotiv Öğretmeni olarak mezun oldu. 1996-1999 yılları arasında “Toplu Taşım Araçlarında Otomatik Vites Kutusu Uygulaması ve İşletme Maliyetlerine Etkisi” konulu tez çalışmasıyla yüksek lisansını tamamladı. 1997-2000 yılları arasında Marmara Üniversitesinde Araştırma Görevlisi olarak çalıştı. 2009 yılında Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde “Fren Disklerine Uygulanan Kaplamaların Frenleme Performansına Etkisinin Deneysel İncelenmesi” konulu tezi vererek doktor unvanını aldı. Demir, İSPARK AŞ’de sırasıyla, Teknik İşler Şefi, İşletmeler Müdürü, Etüt Plan ve Proje Müdürü, Etüt ve Planlama Müdürü olarak çalıştı. 17.11.2011 tarihinde Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde Yardımcı Doçent unvanıyla öğretim üyeliğine başladı. Başta otomotiv olmak üzere, güç aktarma organları, alternatif yakıtlar, ulaşım ve otopark yönetimi alanlarında ulusal ve uluslararası dergilerde, kongre ve sempozyumlarda yayımlanmış 30 makale çalışması bulunmaktadır. Ayrıca “Otopark Uygulamalarında Teknoloji, Çevre ve Emniyet Faktörleri”, 52 bin kelimelik “Otomotiv ve Temel Teknik Bilimler Sözlüğü”, 2500 kelimelik “Otopark Endüstrisi Sözlüğü”, 11 bin kelimelik “Sistem Sistem Otomotiv Teknik Terimler ve Terminolojiler Sözlüğü” gibi yayımları da bulunmaktadır. Haftalık Otohaber dergisinde yaklaşık 4 yıl süre ile teknik danışmanlık ve okur soruları editörlüğü, www.otomotivbilgi.com web sitesinde yayımlanmış 43 haftalık yazısı, www.otoguncel.com ve www.nenedir.net web sitelerinin editörlüklerini yürütmektedir. Aynı zamanda Wushu spor dalında hem Uluslararası Hakem hem de Merkez Hakem Kurulu Üyesi’dir. Uluslararası Wushu Sanda Hakemlik Kuralları Tercümesi gibi yayımları olan Demir, İngilizce bilmektedir. Evli ve bir çocuk babasıdır.


Üste Git ↑