MIT Tasarımı: Hidrojen Üretiminde Yeni Bir Teknoloji
MIT Tasarımı, temiz hidrojen yakıtı üretmek için güneş ısısının yüzde 40’ını kullanabilecek…
Hidrojen üretimine yönelik geleneksel sistemler fosil yakıtlara bağımlıdır ancak yeni sistem yalnızca güneş enerjisini kullanıyor olacak.
MIT mühendisleri, yalnızca güneş tarafından çalıştırılan yeni, tren benzeri bir reaktör sistemi ile tamamen yeşil, karbon içermeyen hidrojen yakıtı üretmeyi hedefliyor.
Bugün Solar Energy Journal’da yayınlanan bir çalışmada mühendisler, verimli bir şekilde “güneş termokimyasal hidrojeni” üretebilecek bir sistemin kavramsal tasarımını ortaya koydular. Sistem, suyu doğrudan bölmek ve uzun mesafeli yol katedecek kamyonlara, gemilere ve uçaklara güç verebilecek temiz bir yakıt olan hidrojeni üretmek için güneşin ısısını kullanıyor ve bu süreçte hiçbir sera gazı emisyonu yaymayacaklar bu yeni sistem sayesinde.
Günümüzde hidrojen büyük ölçüde doğal gaz ve diğer fosil yakıtları içeren işlemler yoluyla üretiliyor ve bu da, üretiminin başlangıcından son kullanımına kadar düşünüldüğünde yeşil yakıtı daha çok “gri” bir enerji kaynağı haline getiriyor.
Buna karşılık, güneş enerjisi termokimyasal hidrojeni veya STCH, hidrojen üretimini yönlendirmek için tamamen yenilenebilir güneş enerjisine dayandığından, tamamen emisyonsuz bir alternatif sunuyor. Ancak şu ana kadar mevcut STCH tasarımlarının verimliliği sınırlı: Gelen güneş ışığının yalnızca yüzde 7'si hidrojen üretmek için kullanılabiliyor. Şu ana kadar elde edilen sonuçlar düşük verim sunuyor ve yüksek maliyet gerektiriyor.
MIT ekibi, güneş enerjisiyle üretilen yakıtların gerçekleştirilmesine yönelik büyük bir adım olarak, yeni tasarımının çok daha fazla hidrojen üretmek için güneş ısısının yüzde 40'ına kadarını kullanabileceğini tahmin ediyor.
Verimlilikteki artış sistemin genel maliyetini düşürebilir ve STCH’yi taşımacılık sektörünün karbondan arındırılmasına yardımcı olacak potansiyel olarak ölçeklenebilir ve uygun fiyatlı bir seçenek haline getirebilir.
MIT’de gerçekleştirilen çalışmanın baş araştırmacısı, Ronald C. Crane ile Makine Mühendisliği Profesörü Ahmed Ghoniem, “Hidrojenin geleceğin yakıtı olduğunu düşünüyoruz ve onu ucuz ve geniş ölçekte üretmeye ihtiyaç var” diye açıklama yaptılar ve devamında, “Enerji Bakanlığı’nın 2030 yılına kadar kilogram başına 1 dolardan yeşil hidrojen üretme hedefine ulaşmaya çalışıyoruz. Ekonomiyi iyileştirmek için verimliliği artırmalı ve topladığımız güneş enerjisinin çoğunun hidrojen üretiminde kullanıldığından emin olmalıyız.”
Ghoniem’in çalışmasının ortak araştırmacıları, MIT doktora sonrası araştırmacısı Aniket Patankar; MIT malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Harry Tuller; Waterloo Üniversitesi’nden Xiao-Yu Wu; ve Güney Kore’deki Ewha Womans Üniversitesi’nden Wonjae Choi.
Güneş enerjisiyle termokimyasal hidrojen üretiminin verimliliği, önceki tasarımların gösterdiği gibi yüzde 7'den yüzde 40'a çıkarıldı.
Ghoniem, “Maliyeti en aza indirmek için sistemdeki her enerji parçasını ve onu nasıl kullanacağımızı düşünmeliyiz” dedi ve ekledi, “Ve bu tasarımla her şeyin güneşten gelen ısıyla çalıştırılabileceğini bulduk. Güneş ısısının yüzde 40'ını hidrojen üretmek için kullanabiliyor.”
Araştırmada yer almayan Arizona Eyalet Üniversitesi kimya mühendisliği yardımcı doçenti Christopher Muhich, “Eğer bu gerçekleştirilebilirse, enerji geleceğimizi büyük ölçüde değiştirebilir, yani 7/24 hidrojen üretimini mümkün kılabilir. Hidrojen üretme yeteneği, güneş ışığından sıvı yakıt üretmenin temel taşıdır.” diye açıklama yaptı.
Ekip, önümüzdeki yıl, şu anda projeyi finanse eden Enerji Bakanlığı laboratuvarlarındaki yoğunlaştırılmış güneş enerjisi tesislerinde test etmeyi planladıkları sistemin bir prototipini oluşturmayı planlıyor.
Patankar, “Tam olarak uygulandığında bu sistem, güneş enerjisi alanının ortasındaki küçük bir binaya yerleştirilecek.“Binanın içinde, her biri yaklaşık 50 reaktöre sahip bir veya daha fazla tren olabilir. Ve biz bunun, hidrojen üretimini artırmak için bir taşıma bandına reaktörler ekleyebileceğiniz modüler bir sistem olabileceğini düşünüyoruz.” diye açıklamalarda bulundu.
Bu çalışma MIT ve SUSTech’teki Makine Mühendisliği Araştırma ve Eğitim Merkezleri tarafından desteklenmiştir.
MIT Technology Review
