Sürekli artan akaryakıt maliyetleri ve benzin istasyonlarında ödenen yüksek tutarlar, araç sahiplerini her zaman farklı ve ekonomik alternatif arayışlarına itiyor.
Bu yoğun ekonomik baskı ortamında, zaman zaman internette veya sosyal medyada ortaya atılan "suyla çalışan otomobil icat edildi" iddiaları birçok insanı heyecanlandırmaya devam ediyor.
Bazı çevreler bisiklete binmeyi veya toplu taşımayı sağlıklı ve ucuz bir çözüm olarak görse de toplumun genelinde daha teknolojik ve konforlu beklentiler hakim.
Tam da bu noktada, "Acaba arabalarımız benzin veya dizel yerine sadece musluk suyu kullanarak çalışabilir miydi?" sorusu milyonların aklını kurcalıyor.
ARABALAR GERÇEKTEN SUYLA ÇALIŞABİLİR Mİ?
Bilimsel ve fiziksel açıdan bakıldığında sıvı haldeki su, bir aracı hareket ettirmek için gerekli olan itiş gücünü sağlayacak mekanik veya kimyasal enerjiye sahip değildir.
Otomobil tarihinin ilk yıllarında suyun temel bileşen olduğu buhar motorları mevcuttu ancak bu sistemler suyu buhara dönüştürmek için kömür gibi başka enerji kaynaklarına ihtiyaç duyuyordu.
Günümüzde modern dünya ciddi sürdürülebilirlik ve iklim krizi sorunlarıyla mücadele ederken, global otomobil endüstrisi de fosil yakıtlardan hızla uzaklaşmaya çalışıyor.
Elektrikli otomobiller şu an için sektördeki en büyük yenilik ve gelecek olarak sunulsa da bu araçların üretim süreçlerinin ve bataryalarının gerçekten tam anlamıyla çevre dostu olup olmadığı konusundaki tartışmalar hala sürüyor.
HİDROJENLİ ARAÇLAR VE SUYUN ROLÜ
Buhar motorlarında suyun kömürle ısıtılarak enerjiye dönüştürülmesi, fosil yakıtlara olan bağımlılığı devam ettirdiği için modern çağda sürdürülebilir bir yöntem olarak kabul ediliyor.
Ancak suyun kendisini oluşturan elementlerden biri olan hidrojen, günümüzde gelişmiş yakıt hücrelerine güç sağlamak amacıyla otomotiv sektöründe kullanılıyor.
Özellikle şehir içi otobüsler, kamyonlar gibi ağır ticari taşımacılık alanlarında ve bazı özel binek araçlarda hidrojen teknolojisi halihazırda kendine yer buluyor.
Yine de hidrojen üretmenin, depolamanın ve dağıtmanın getirdiği teknik ve ekonomik zorluklar, bu teknolojinin elektrikli veya fosil yakıtlı araçlar kadar yaygınlaşmasını şimdilik engelliyor.
HİDROJEN YAKIT HÜCRELERİ NASIL ÇALIŞIR?
Hidrojenle çalışan araçlardaki karmaşık mekanizmayı kavramak için öncelikle hidrojen yakıt hücrelerinin çalışma prensibini net bir şekilde anlamak gerekiyor.
Yakıt Hücreli Elektrikli Araçlar (FCEV) olarak literatüre geçen bu taşıtlar, motorlara güç veren elektriği üretmek için depoladıkları kimyasal enerjiden faydalanır.
Bu sistemde kullanılan yakıt hücreleri tipik olarak bir katot ve bir anottan oluşmaktadır. Aracın yakıt deposundan gelen hidrojen gazı anota ulaştığında, burada özel bir katalizörle kimyasal reaksiyona girerek kendini oluşturan proton ve nötronlarına ayrışır.
ELEKTRİK ÜRETİMİ VE EGZOZDAN ÇIKAN SU BUHARI
Ayrışma işlemi sonucu ortaya çıkan protonlar katoda doğru ilerlerken, serbest kalan elektronlar harici bir devre üzerinden yönlendirilerek elektrik akımı oluşturur.
İşte bu akım, aracın tekerleklerini döndüren güçlü elektrik motorlarını çalıştırmak için gerekli olan enerjiyi sağlar.
Sistemin katot kısmı dışarıdan alınan havayla beslenirken, hidrojenin protonları ve elektronları havadaki oksijenle birleşerek reaksiyona girer.
Bu işlemin sonucunda egzozdan zehirli gazlar yerine atık olarak sadece çevreye zararsız su buharı çıkar.
MENZİL VE ENERJİ GERİ KAZANIMI
Hidrojenin sağladığı seyahat menzilini desteklemek ve verimliliği artırmak için FCEV teknolojili araçlar, fren enerjisi geri kazanım teknolojisiyle donatılmıştır.
Bu teknoloji sayesinde, araç fren yaptığında ortaya çıkan fazla kinetik enerji bir elektrik akümülatöründe depolanarak tekrar kullanıma sunulur.
Yakıt hücreleri, aracın içindeki yüksek basınçlı tanklarda depolanan hidrojenle sürekli olarak beslenir. Fosil yakıtlar gibi hidrojen de kullanıldıkça tükenir ve belirli aralıklarla özel istasyonlarda yeniden doldurulması gerekir.
KENDİ KENDİNE YETEN SİSTEM MÜMKÜN MÜ?
Su, bu teknolojide sadece bir reaksiyon sonucu oluşan atık ürün değil, aynı zamanda hidrojenin elde edilebileceği ana kaynaktır.
Teorik olarak, egzozdan çıkan suyun tekrar elektroliz edilerek hidrojene dönüştürülmesiyle bir döngü yaratılabileceği fikri kulağa hoş gelebilir.
Böyle bir sistem dış kaynaklara bağımlılığı tamamen bitirip karbon ayak izini sıfıra indirse de termodinamiğin ikinci yasası burada devreye girer.
Bilimsel yasalara göre, bir miktar enerji kaybı yaşanmadan kendi kendine yetebilen sonsuz bir enerji döngüsü oluşturmak fiziksel olarak imkansızdır.
YAKIT HÜCRELERİNİN AVANTAJLARI
Yakıt pillerini kullanmanın en büyük avantajı, içten yanmalı motorların neden olduğu zararlı egzoz emisyonlarının anında ve tamamen ortadan kaldırılmasıdır.
Ayrıca yakıt ikmal sürelerinin fosil yakıtlı araçlar kadar kısa olmasının yanı sıra, bu araçlar üstün bir yakıt ekonomisi de sunarlar.
Ortalama bir FCEV aracı, hidrojen deposunu 5 dakikadan daha kısa bir sürede tamamen doldurabilir. Bu özellik, onları şu anda düşük menzil kaygısı ve uzun şarj sürelerinden muzdarip olan bataryalı elektrikli araçlara karşı oldukça rekabetçi ve güçlü bir alternatif haline getiriyor.
NEDEN DOĞRUDAN YAKIT OLARAK SU KULLANAMIYORUZ?
Özetleyecek olursak, su molekülleri birbirine çok sıkı ve stabil bir şekilde bağlanmış hidrojen ve oksijen atomlarından oluştuğu için suyun kendisi doğrudan yakıt olarak kullanılamaz.
Suyu bir enerji kaynağı olarak kullanmak yerine, onu bileşenlerine ayırıp elde edilen hidrojeni yakıta dönüştürmek gerekir.
Hidrojen, yakıt hücreleri gibi ileri teknolojilerde kullanılarak elektrik enerjisi üretebilir ve bu elektrik enerjisi bir elektrik motorunu çalıştırabilir.
Ancak bu süreç, suyun doğrudan depoya doldurulup yakılması anlamına gelmez ve su bazlı yakıt sistemi hayalinden oldukça farklıdır.
Şu anda hidrojen yakıt hücreli araçlar sınırlı sayıda da olsa piyasada mevcut, ancak suyun doğrudan yakıt olarak kullanıldığı bir otomobil teknolojisi yok.
Araştırmalar ve teknolojik ilerlemeler hızla devam etse de suyun doğrudan yakıt olarak kullanılmasıyla çalışan bir otomobilin pratik ve geniş çapta kullanılabilir olması için bilimin önünde daha çok uzun bir yol var.
