Fraunhofer’dan araştırmacılar lityum bataryalara göre 10 kat daha fazla hidrojen depolayabilen magnezyum temelli “Powerpaste- Güç macunu” geliştirdi. Bu sayede hidrojen yakıt hücreli araçlar benzinli araçlara göre daha fazla menzil kazanabilecek ve dakikalar içinde doldurulabilecek.
Tipik olarak hidrojenli araçlar, H2 yakıtını gaz formunda taşıdığı için 700 bara dayanan ağır ve dayanıklı tanklarda taşımak zorundadır. Hidrojen yakıt hücreli araçların diğer bir handikabı ise lityum bataryalardır. Çünkü lityum bataryaların enerji yoğunluğu çok fazla olmadığından, hidrojen yakıt hücrelerinin de menzilini azaltmaktadır. Ayrıca yüksek basınç ve tüplerin hantallığı nedeniyle motosiklet ya da scooterlar için hidrojen yakıtı bir seçenek olamaz.
Almanya, Dresden’deki Fraunhofer Üretim Teknolojileri ve Gelişmiş Materyaller Enstitüsü’nden araştırmacılar hidrojen depolama ve taşımaya enteresan bir çözüm getirdi. Magnezyum hidrit tabanlı güç macunu, hidrojeni birkaç atm basınç altında kimyasal formunda depoluyor ve gerektiğinde salarak elektrik üretiyor.
Bu macunu üretmek için 350 °C’ye kadar ısıtılan magnezyum, hidrojenle 5-6 atm basınçta birleştirilerek, magnezyum hidrit oluşturuluyor. Ester ve metal tuzları ilave edilerek proses tamamlanarak, viskoz yoğun bir macun oluşturularak, kartuşlara doldurabilecek hale getiriliyor.
Powerpaste formundaki macun 250 °C’ye kadar stabil ve aynı ağırlıktaki lityum bataryalara oranla 10 kat daha fazla enerji taşıyabiliyor. Ayrıca aynı ağırlıktaki 700 barlık H2‘e göre daha verimli. Araştırmacılar, Powerpaste güç ünitesine sahip araçların benzinli araçlara göre daha fazla menzile sahip olacağını umuyor.
Enerji salınımı ise şöyle gerçekleşiyor; piston macunu reaksiyon odasına iterek, dinamik kontrol hızında hidrojen salarak, yakıt hücresini besliyor ve elektrikli güç aktarım ünitesine ya da bir başka sisteme elektrik yolluyor. Bu macunun etkileyici bir güç yoğunluğuna sahip olmasının nedeni, reaksiyona giren hidrojenin yarısının sudan gelmesinden kaynaklanıyor.
Hidrojen Doldurmak Kartuş Değiştirmek Ya da Benzin Almak Kadar Kolay Olacak
Örneğin; bir Powerpaste scooter’a hidrojen doldurmak için, yakıt istasyonuna gidip sadece kartuşu değiştirmeniz yeterli olacaktır. Yani bu sanki tüp değiştirmek gibi bir şey olacaktır. Fraunhofer ekibi bu sayede büyük dronların uçuş süresinin katlanabileceğini veya kamping için kullanılan elektrikli aletlerde kullanılabileceğini vurguluyor.
Çıkarılabilir kartuşlar belki farklı uygulamalar için bir seçenek olabilir fakat belki de bu macun depoya benzin koymak kadar kolay olabilir. Örneğin; yakıt hücreleri arabalar, kamyonlar, uçaklar veya daha büyük uygulama alanları bulabilir. Araştırma ekibi bu çamurumsu akışkan maddenin, ucuz bir ekipmanlar standart dolum hatlarında kullanılabileceğini düşünüyor.
Ayrıca bu sıvı hidrojeni depolamak, gaz hidrojeni depolamaktan çok daha güvenli ve basit. Fraunhofer IFAM bu yılın sonuna kadar üretime geçecek Powerpaste üretim tesisi açacak. Bu pilot fabrikanın yılda 4 tona kadar macun üretebileceği söyleniyor. Ayrıca bu tesis, test laboratuvarı için de güç üretecek.
Tabi yine de akla gelen bazı sorular olacaktır. Magnezyum macun biterse ne biterse? Bu proses geri dönüştürülebilir mi? Gösterilen bu enerji yoğunluğu tüm sistem için yoksa sadece yakıt depolama için mi hesaplanıyor? Gereken enerjinin üretilmesi için ne kadar su gerekecek? Yeniden doldurmak için ne kadar su eklemek gerekecek? Yine yakıt hücreleri yan ürün olarak su mu üretecek mi?
Tabi en önemlisi de,bu macunun üretilmesi ne kadar verimli olduğudur. Şunu unutmadan söyleyelim yakıt hücrelerinde hidrojen kullanımının çok verimsiz olmasıdır. Hidrojenin depolanması ve yakılması esnasında en azından %50 kayıp oluşmaktadır.
Ayrıca Powerpaste’in üretilmesi için ısı, basınç ve endüstriyel prosesler gerekecek ki, bunların hepsi enerji maliyetini arttırıyor. Depolama ve taşıma düşünüldüğünden, gaz halinde hidrojen taşınması çok daha ucuz olabilir.
Her şeye rağmen, Powerpaste yani güç macunu temiz enerji gibi gözüküyor. Tabi gaz istasyonları düşünüldüğünde en güvenlisi şimdilik güç macunu gibi gözüküyor. Bakalım güç macunun endüstriyel verimi arttırılabilecek mi?
Kaynak: Fraunhofer
Uzun yıllardır hayalini kurduğum konulardan biridir. İmkanlarım olsaydı ben de hirojen depolama teknolojisi üzerinde çalışmayı isterdim. Hidrojeni üretmek zordur fakat depolamak birinci sorundur. Haberde anlatılanlar doğru ise dünyayı değiştirebilecek bir potansiyele sahiptir.