Arabaları hidrojenle çalıştırmak: Hindistan'ın Ulusal Hidrojen Misyonuna bir bakış

Hindistan, hidrojeni bir enerji kaynağı olarak kullanmak için bir yol haritası çizecek bir Ulusal Hidrojen Misyonu ilan etti. Girişim, ulaşımı dönüştürme potansiyeline sahiptir.

Toyota'nın kaputun altındaki mühendisliği gösteren yenilenmiş Mirai hidrojen yakıt hücreli arabası, Aralık 2020'de Tokyo'daki lansman etkinliğinde sergileniyor. (Fotoğraf: Reuters)

Geleneksel olarak öncü elektrikli araç (EV) teknolojilerinde yavaş hareket eden Hindistan, evrendeki en bol element olan hidrojenin enerji potansiyelinden yararlanma yarışına alışılmadık bir şekilde erken giriş yaptı. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı'nın hidrojen üretimi ve yakıt hücresi teknolojileri araştırma ve geliştirmesine 100 milyon dolara kadar yatırım yapacağını açıklamasından dört aydan kısa bir süre sonra, Hindistan Ulusal Hidrojen Misyonu ilan etti.

Hükümet yetkilileri, Bütçedeki teklifin önümüzdeki birkaç ay içinde bir misyon taslağı ile takip edileceğini belirtti - Hindistan'ın artan yenilenebilir kapasitesini hidrojen ekonomisiyle birleştiren, özellikle yeşil hidrojene odaklanan bir enerji kaynağı olarak hidrojeni kullanmak için bir yol haritası. .

Ve önerilen son kullanım sektörleri çelik ve kimyasalları içerirken, hidrojenin dönüştürme potansiyeline sahip olduğu ana endüstri, tüm sera gazı emisyonlarının üçte birine katkıda bulunan ve hidrojenin fosil yakıtların doğrudan ikamesi olarak görüldüğü ulaşımdır. geleneksel EV'lere göre belirli avantajlar.

Hareketlilik bağlantılı bir avuç pilot zaten yolda.

Ekim ayında Delhi, altı aylık bir pilot projede hidrojen katkılı sıkıştırılmış doğal gaz (H-CNG) ile çalışan otobüsleri işleten ilk Hindistan şehri oldu. Otobüsler, geleneksel harmanlamaya başvurmadan doğrudan doğal gazdan H-CNG - CNG'de yüzde 18 hidrojen - üretmek için Indian Oil Corp tarafından patentli yeni bir teknolojiyle çalışacak.

Power major NTPC Ltd, Leh ve Delhi'de 10 hidrojen yakıt hücreli elektrikli otobüs ve yakıt hücreli elektrikli araba çalıştırmak için bir pilot uygulama yürütüyor ve Andhra Pradesh'te yeşil bir hidrojen üretim tesisi kurmayı düşünüyor.

IOC ayrıca Faridabad'daki Ar-Ge merkezinde otobüsleri çalıştırmak için hidrojen üretmek için özel bir birim kurmayı planlıyor.

Destekleyici bir düzenleyici çerçeve olarak, Karayolu Taşımacılığı ve Karayolları Bakanlığı geçen yılın sonlarında, hidrojen yakıt hücreli araçlar için güvenlik değerlendirme standartlarını dahil etmek üzere Merkezi Motorlu Araçlar Kuralları, 1989'da değişiklik öneren bir bildirim yayınladı.

Neden hidrojen - ve türleri

Hidrojenin temiz bir yakıt kaynağı olma potansiyeli, yaklaşık 150 yıllık bir geçmişe sahiptir. 1874'te bilimkurgu yazarı Jules Verne, Gizemli Ada'da, suyun bir gün yakıt olarak kullanılacağı, onu oluşturan hidrojen ve oksijenin tek başına veya birlikte kullanıldığında tükenmez bir enerji kaynağı sağlayacağı bir dünya hakkında ileri görüşlü bir vizyon ortaya koydu. Kömürün yetmediği bir yoğunlukta ısı ve ışık.

1937'de Alman yolcu zeplin LZ129 Hindenburg, Atlantik'i uçmak için hidrojen yakıtı kullandı, ancak New Jersey'deki Lakehurst Donanma Hava İstasyonuna yanaşırken patlayarak 36 kişiyi öldürdü. 1960'ların sonlarında, hidrojen yakıt hücreleri, NASA'nın Apollo misyonlarının aya ulaşmasına yardımcı oldu.

1970'lerdeki petrol fiyat şoklarından sonra, hidrojenin fosil yakıtların yerini alma olasılığı ciddi olarak düşünülmeye başlandı. Üç otomobil üreticisi - Japon Honda ve Toyota ve Güney Koreli Hyundai - o zamandan beri, sınırlı bir ölçekte de olsa, teknolojiyi ticarileştirme yönünde kararlı bir şekilde hareket etti.

Doğada en yaygın bulunan element serbest halde bulunmaz. Hidrojen sadece diğer elementlerle birlikte bulunur ve su gibi (iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun bir kombinasyonu olan) doğal olarak oluşan bileşiklerden ekstrakte edilmesi gerekir. Hidrojen temiz bir molekül olmasına rağmen, onu çıkarma işlemi enerji yoğundur.

Hidrojenin elde edildiği kaynaklar ve süreçler, renk sekmeleriyle kategorize edilir. Fosil yakıtlardan üretilen hidrojene gri hidrojen denir; bu, bugün üretilen hidrojenin büyük kısmını oluşturur. Fosil yakıtlardan karbon yakalama ve depolama seçenekleriyle üretilen hidrojene mavi hidrojen; Tamamen yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen hidrojene yeşil hidrojen denir. Son süreçte, yenilenebilir enerjiden üretilen elektrik, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için kullanılır.

Yeşil hidrojen için durum

Yeşil hidrojenin belirli avantajları vardır. Birincisi, demir ve çelik, kimyasallar ve ulaşım gibi bir dizi sektörü karbondan arındırabilen temiz yanan bir moleküldür. İki, depolanamayan veya şebeke tarafından kullanılamayan yenilenebilir enerji, hidrojen üretmek için kanalize edilebilir.

Hükümetin 2021-22'de başlatılacak olan Hidrojen Enerjisi Misyonu'nun amacı budur. Hindistan'ın elektrik şebekesi ağırlıklı olarak kömür temelli ve böyle olmaya devam edecek, bu nedenle büyük ölçekli bir EV itmesinden elde edilen tali faydaları ortadan kaldıracak - bu araçlara güç sağlayacak elektriği üretmek için kömürün yakılması gerekecek. EV'ye geçiş yapan birkaç ülkede, elektriğin çoğu yenilenebilir kaynaklardan üretiliyor - örneğin Norveç'te bu yüzde 99 hidroelektrik enerjiden geliyor. Uzmanlar, hidrojen araçlarının özellikle uzun mesafeli kamyon taşımacılığında ve nakliye ve uzun mesafeli hava yolculuğu gibi elektrikli hale getirilmesi zor diğer sektörlerde etkili olabileceğine inanıyor. Bu uygulamalarda ağır pillerin kullanılması, özellikle elektrik şebekesinin ağırlıklı olarak kömürle çalıştırıldığı Hindistan gibi ülkeler için verimsiz olacaktır.

Hidrojen yakıt hücreleri nasıl çalışır?

Özellikle Güney Kore ve Japonya, otomotiv pazarlarını hidrojene ve yakıt hücresinin potansiyeline taşımaya odaklanmış durumda. Yakıt hücresi nedir?

Hidrojen bir enerji kaynağı değil, bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen yakıtı, bir araba veya kamyona güç sağlamak için kullanılmadan önce, yakıt hücresi yığını adı verilen bir cihaz tarafından elektriğe dönüştürülmelidir. Bir yakıt hücresi, oksidasyon-indirgeme reaksiyonu yoluyla oksitleyici maddeler kullanarak kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Yakıt hücresi tabanlı araçlar, en yaygın olarak, gemideki elektrik motoruna güç sağlamak için elektrik üretmek için hidrojen ve oksijeni birleştirir. Yakıt hücreli araçlar çalışmak için elektrik kullandığından elektrikli araçlar olarak kabul edilirler.

Her bir yakıt hücresinin içinde, hidrojen, yerleşik bir basınçlı tanktan çekilir ve genellikle platinden yapılan bir katalizör ile reaksiyona sokulur. Hidrojen katalizörden geçerken, bir elektrik akımı üreterek harici bir devre boyunca hareket etmeye zorlanan elektronlarından sıyrılır. Bu akım, elektrik motoru tarafından araca güç sağlamak için kullanılır ve yan ürün sadece su buharıdır.

Hidrojen yakıt hücreli arabalar sıfıra yakın karbon ayak izine sahiptir. Hidrojen, yanan benzinden yaklaşık iki ila üç kat daha verimlidir, çünkü elektriksel bir kimyasal reaksiyon yanmadan çok daha verimlidir.

ŞİMDİ KATIL :Ekspres Açıklamalı Telegram Kanalı

FCEV'ler ve diğer EV'ler

Elektrikli araçlar (EV'ler) tipik olarak dört geniş kategoriye ayrılır:

* Toyota Camry gibi geleneksel hibrit elektrikli araçlar veya HEV'ler, geleneksel bir içten yanmalı motor sistemini bir elektrikli tahrik sistemi ile birleştirerek, yakıt kullanımını önemli ölçüde azaltan bir hibrit araç aktarma organı ile sonuçlanır. Geleneksel bir hibritteki yerleşik akü, IC motoru aktarma organlarına güç verirken şarj olur.

* Plug-in hibrit araçlar veya Chevrolet Volt gibi PHEV'ler de, bir güç kaynağına takılabilen şarj edilebilir pillerle desteklenen, hareket gücü için bir IC motoru ve elektrik gücü kullanan bir hibrit aktarma organına sahiptir.

* Nissan Leaf veya Tesla Model S gibi akülü elektrikli araçlar veya BEV'lerde IC motoru veya yakıt deposu yoktur ve şarj edilebilir pillerle çalışan tamamen elektrikli bir aktarma organı ile çalışır.

* Toyota'nın Mirai'si, Honda'nın Clarity'si ve Hyundai'nin Nexo'su gibi yakıt hücreli elektrikli araçlar veya FCEV'ler, yerleşik bir elektrik motoruna güç sağlamak için hidrojen gazı kullanır. FCEV'ler, motoru çalıştıran elektrik üretmek için hidrojen ve oksijeni birleştirir. Tamamen elektrikle çalıştıkları için FCEV'ler EV olarak kabul edilir, ancak BEV'lerin aksine menzilleri ve yakıt ikmali süreçleri geleneksel otomobiller ve kamyonlarla karşılaştırılabilir.

BEV ve hidrojen FCEV arasındaki en büyük fark, ikincisinin BEV için 30-45 dakikalık şarjla karşılaştırıldığında yalnızca beş dakikalık yakıt ikmali süresi sağlamasıdır. Ayrıca, tüketiciler birim hacim ve ağırlık başına yaklaşık beş kat daha iyi enerji depolaması elde eder, bu da sürücünün daha uzağa gitmesine izin verirken diğer şeyler için çok fazla alan boşaltır.

kritik kütle sorunu

Sözüne rağmen, hidrojen teknolojisi henüz büyütülmedi. Tesla CEO'su Elon Musk, yakıt hücresi teknolojisini akıl almaz derecede aptal olarak nitelendirdi.

Küresel olarak, 2020'nin sonunda yollarda 25.000'den az hidrojen yakıt hücreli araç vardı; Buna kıyasla, elektrikli otomobil sayısı 8 milyondu.

Hidrojen yakıt hücreli araçların benimsenmesinin önündeki büyük bir engel, yakıt istasyonu altyapısının eksikliği olmuştur - yakıt hücreli arabalar, geleneksel arabalara benzer şekilde yakıt ikmali yapar, ancak aynı istasyonu kullanamaz. Bugün dünyada, çoğunlukla Avrupa'da, ardından Japonya ve Güney Kore'de olmak üzere 500'den az operasyonel hidrojen istasyonu var. Kuzey Amerika'da bazıları var.

Güvenlik bir endişe olarak görülüyor. Hidrojen basınçlandırılır ve kriyojenik bir tankta depolanır, buradan daha düşük basınçlı bir hücreye beslenir ve elektrik üretmek için elektro-kimyasal reaksiyondan geçirilir. Hyundai ve Toyota, hidrojen yakıt depolarının güvenlik ve güvenilirliğinin standart CNG motorlarına benzer olduğunu söylüyor.

Teknolojiyi büyütmek ve kritik kütleye ulaşmak büyük zorluk olmaya devam ediyor. Yolda daha fazla araç ve daha fazla destekleyici altyapı maliyetleri düşürebilir. Hindistan'ın önerilen misyonu bu yönde bir adım olarak görülüyor.

Arkadaşlarınla ​​Paylaş: