İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojen Kullanımı

Hidrojen içten yanmalı motorlar için çok iyi bir yakıttır. Hidrojen güçlü içten yanmalı motorlar benzinli motorlara göre %20 daha verimlidir.

İçten yanmalı motorlarda ideal termal verim oranı:

Burada;

r = sıkıştırma oranı

k = Spesifik ısılar oranı (Cp/Cv)

Bu denklem termal verimin spesifik ısılar oranı ya da sıkıştırma oranını arttırmakla arttırılabileceğini gösterir. Hidrojen motorlarında, hidrojenin düşük kendinden ateşleme sıcaklığı ve fakir karışımlarda yanma yeteneği dolayısıyla bu oranlar benzin motorlarına göre daha yüksektir.

Hidrojen Motoru Emisyon Oranı

Benzin Motoru Emisyon Oranları

Hidrojen yakıtının içten yanmalı motorlarda yani otobüs, kamyon, traktör, ile tarım makineleri gibi tüm taşıtlarda kullanılabilmesi, sınırlı rezerve sahip petrol ürünlerinin yerini alması ve çevreye dost bir enerji olması, son yıllarda araç üreten şirketlerin büyük ilgisini çekmiştir. Benzin veya mazot yerine motorlarda hidrojen gazı kullanılması motorların yakma sisteminde bir takım değişiklikler gerektirmektedir. Hidrojen yakıtlı motor tasarımlarında bugüne kadar kullanılan 3 temel yöntem aşağıda verilmiştir.

1-Hidrojen-hava karışımı, değişmez bir oranda silindirlerin giriş manifolduna verilmekte olup, motor gücü hidrojen-hava karışım miktarlarını değiştiren bir valf vasıtasıyla ayarlanmaktadır. Sistemde özellikle yüksek hızlarda düzgün çalışmayı sağlamak için, hidrojen-hava karışımına su buharı ilave edilmesi gerekebilir.

2-Hidrojen gazı basınç altında silindirlere enjekte edilir. Hava ise başka bir giriş manifoldu aracılığı ile ayrı olarak silindirlere geldiği için, hidrojen-hava patlayıcı karışımı silindirlerin dışında oluşmaz. Bu yöntem ilk yönteme göre daha emniyetlidir.

3-Bu yöntemde de ikinciye benzer şekilde silindirlere ayrı ayrı hidrojen-hava karışımı verilmesine karşın hidrojen yüksek basınç yerine normal veya orta basınçta tutulur ve motor gücü hidrojen miktarını değiştirmekle ayarlanır. Burada silindirlere giden hava tutarı değişmediği için değişim sadece hidrojen-hava karışımında meydana gelir. Böyle bir ayarlama hidrojen-hava karışım oranının oldukça geniş bir aralıkta patlama özelliğine sahip olması nedeniyle kolayca gerçekleştirilebilir.

Hidrojen ve Benzin Motorları için Yanma Odası Hacimsel ve Enerji Karşılaştırmaları

İster içten yanmalı, isterse yakıt pilli olsun taşıtlara temel sorun hidrojenin depolanmasıdır. Bu konuda yapılan çalışmalarda yine 3 ayrı yöntem geliştirilmiştir.

1-Basınçlı hidrojenin, çelik tüpler içine yerleştirerek taşınması, bu güne kadar geliştiren bir çok deneme amaçlı hidrojenle çalışan taşıtta kullanılan yöntem olmuştur. Burada görülen en bük sorun çelik tüplerin kendi ağırlıklarıdır. Benzin li bir otomobil ortalama olarak 65 litre (47kg) benzin almakta olup, bu da enerji olarak 17 kg hidrojene karşılık gelmektedir.

2-Hidrojeni sıvı olarak depolamak ağırlık sorununu çözmekle birlikte, tank hacmi ve maliyeti yükseltmektedir. Diğer bir sorun ise, hidrojenin gaz haline geçmesi ile oluşan kayıplar ve yakıt ikmali zorluğudur.

3-Metal hidritler hidrojen depolamak için çok uygun bir yöntem olmasına karşın, bunlarında kendi ağırlıkları ciddi sorun olarak ortaya çıkmaktadır.

Daha önce belirtilen üç metal hidritten, Magnezyum-Nikel, en fazla hidrojen depolaması ve en ucuz olmasına karşın, yine ağırlık olarak taşıta 500kg gibi bir ek yük getirmektedir. Bir diğer sorun da, hidrojen gazını belli basınç da elde edebilmek için, metal hidritin, 250 0C ye ısıtılması gereğidir. Bu sıcaklık araç çalışırken egzost çıkışından elde edilen sıcak gazla sağlanabilmekle beraber, motorun ilk başta soğukken çalıştırılması sorun yaratmaktadır. Bu sorun, Almanya da otobüslerde denen yeni bir yöntemle çözülmüştür. Bu otobüslerde, düşük sıcaklıkta hidrojen sağlayan Demir-Titanyum alaşımı ile Magnezyum-Nikel alaşımı birlikte kullanılmıştır. Buna göre, ilk alaşım motor soğukken devreye girmekte daha sonra ikinci alaşım devreye girerek süreklilik sağlanmaktadır. Birinci alaşımda depolanan hidrojen, daha sonraki bir ilk çalıştırma için yedekte tutulmaktadır.

Bütün bu sorunlara karşın, hidrojenin özellikle, otobüs, kamyon ve traktör gibi ağır taşıtlarda kullanımı gittikçe artmakta ve gelişen teknoloji ile birlikte sorunlar giderek çözülmektedir. Petrolün sınırlı ömrü ve artan çevre kirliliği, hidrojen yakıtı kullanımının yaygınlaşmasına yol açmaktadır.

Hidrojen yakıtının ilk kullanım alanlarından biri jet uçakları olup, bu konuda ilk olarak 1957 yılında yapılan denemelerden sora yapılan çalışmalar artık ticari uygulama aşamasına gelmiştir. Dünya Enerji Ajansı Hidrojen Programı çerçevesinde yürütülen çalışmalarda, Airbus tipi uçakların yakıt olarak hidrojen kullanması 2007 yılında başlayacaktır. Sıvı hidrojen doğrudan veya dolaylı olarak motorları ve dış yüzeyi soğutmak için de kullanılabileceği için, yüksek hızı supersonic uçaklar için ideal bir yakıt olarak görülmektedir.

Hidrojen İçten Yanmalı Motoru

Buhar Üretimi

Hidrojen saf oksijen ile yakıldığında sonuç olarak ;

2H2+O2 » 2H2O elde edilir.

Üstteki reaksiyon 3. 000 ºC üzerindeki sıcaklıklarda elde edilir bu yüzden harici bir su buhar sıcaklığı istenen düzeyde kalabilsin diye ilave edilir.

Hidrojen buhar jenaratörleri güç santrallerinde buhar üretmek, elektrik üretiminde tepe değerlere ulaşmak ve tıbbi teknoloji ile biyoteknolojide kullanılır.

Tipik Bir Buhar Jenaratörü

Katalitik Yanma

Hidrojen ve oksijen uygun bir katalizör eşliğinde normal alevli yanmadan daha düşük sıcaklıklarda yanabilirler. Bu prensip katalitik yakıcılar ve ısıtıcılarda kullanılır. Katalitik yakıcıların kullanılabileceği yerler arasında yemek pişirme, mekan ısıtma gibi evsel uygulamalar yer alabilir.

Katalitik Yakıcı

Metal Hidritler

Hidrojenin metal hidritler ile bileşik oluşturabilme özelliği sadece hidrojen depolamasında değil ayrıca farklı enerji dönüşümlerinde de kullanılabilir. Bunlara örnek olarak aşağıdaki maddeleri verebiliriz.

1-Isı Depolama

2-Elektrik Depolama

3-Isıtma ve Soğutma

4-Elektrik Üretimi

5-Pompalama

6-Hidrojen Saflaştırılması

7-Döteryum Ayrıştırılması

Kategoriler:

Yapılan Yorumlar

Henüz kimse yorum yapmamış.

Bu sayfada yer alan bilgilerle ilgili sorularınızı sorabilir, eleştiri ve önerilerde bulunabilirsiniz. Yeni bilgiler ekleyerek sayfanın gelişmesine katkıda bulunabilirsiniz.

Yorum Yapın

Adınız:
E-Mail:
Mesajınız:
Doğrulama: Güvenlik Kodu
 
Hosts Dosyası Nedir?     Ekinoks Nedir?     Vista Transformation Pack 5.5     Avedesk 1.3 Bölüm 1     İntel'in Core 2 Duo E6400'ü %56'lık oc ile fiyat-performans kralı     Samsung'un 32 GB Flash Sürücüsü Görücüye Çıktı     İşte Karşınızda Yeni Honda Civic     M-Audio, Avid/Digidesign tarafından satın alındı - İki dev birleşti     M-Audio MobilePre USB - USB Beslemeli, Pre-amplifikatörlü USB Ses Kartı     Cubase 4 - Devrimci bir kilometre taşı Müzik prodüksiyon yazılımı.     Avedesk Bölüm2     VW Touran CCS (BiZEL Motorlu Tek Araç)     StrokeIt 9.5     Windows Vista Güncelleştirme Paketi     NanoTeknoloji Nedir?     Arama Motorları Nasıl Çalışır?     Murat Günak kimdir?     AMD: Fusion ile CPU ve GPU'yu Birleştiriyor.     VW Tiguan ( Küçük Touareg )     Java Destekli Telefonlar için 3D Performans ve Kalite Testleri     C-Metisse (Citroen'in Yeni Bombası)     SSL Nedir? Nasıl Çalışır?     Avedesk Bölüm 3 - Ave Scripter Eklentileri     MouseIMP Pro     Ürün İncelemesi: Toshiba USB 2.0 1GB Flash Bellek     Windows Vista Sidebar     H-racer ve Hydrogen Station     Ürün incelemesi: Saitek P3000 Wireless PRO Gamepad     Beklenen oyun: Trackmania UNITED çıktı!     VISTA TRANSFORMATION PACK 6.0     Ekran Kartları Nasıl Çalışır?     Ürün İncelemesi: APC Back-UPS RS 1000VA Kesintisiz Güç kaynağı(KGK)     AMD FireSTREAM Kartlara Logosunu Verdi     Pardus Linux 2007 Beta 2     Nintendo Wii Haber Kanalı Artık Yayında     Samsung'tan Dünyanın En İnce Cep Telefonu     Saab Bio Power     Apple iPhone     Super Mario artık Nintendo Wii ‘de     Mobility Radeon X1900     10.000 Pardus     Vista'nın da çıkmasıyla beraber 4 çekirdekli işlemciler artık standart hale geliyor     TecrubeliPilotAraniyor.COM     Avedesk Eklentilerin Ayarlanması     Ford Mustang Giugiaro Konsept     Dünyanın İlk Boxer Turbo Dizel Motoru     Yüzyılın yarış oyunu: Test Drive Unlimited!     Microsoft Virtual PC 2007     Dizüstü Canavarı: Monster T2-Rex T72M575U1     Kuantum Bilgisayarlar Geliyor     ATI Catalyst 7.2 Sürücüleri Çıktı!     Kuantum Bilgisayarlar     MSN alternatifi, kullanıcıların yeni gözdesi: Trillian     Video oyunları çocukları zayıflatıyor     Yahoo Messenger Vista !     Vista üzerinde IIS 7.0 Kurulumu     Corel WordPerfect Lightning' in halka açık beta sürümünü yayımlıyor!     Toshiba'dan 51 GB HD DVD     F1'e geri sayım…     Intel 11X Fabrikasını Yenliyor     HP iPAQ Voice Messenger 510 ; Ses tanıma, Wi-Fi, Windows Mobile 6.0 hepsi bir arada     Far Cry'ın devam oyunu, muhteşem grafikleriyle: Crysis     Değişen İklim Değil,Enerji Olsun!..     Küresel Isınmanın Nedenleri? Sebepleri?     IBM Dünya'nın En Güçlü Bilgisayarını Geliştriyor     Yod'm 3D     Elbit Systems VIPeR "avcı-katil" robotu çıkarıyor     Oyunlar yeni bir boyut kazandı: TrackIR!     Hard Disk Pazarının Kralı: Seagate     Vista Aero Reloaded     Hava Kirliliğini Arttıran Sıcaklık İnversiyonu- Bölüm1     Adobe'den Ücretsiz PDF Oluşturma Hizmeti     Hava Kirliliğini Arttıran Sıcaklık İnversiyonu- Bölüm2     Türk insanına has Google Logoları…     Yahoo'dan Sınırsız Email Kapasitesi     AeroClear Glass for Vista Theme     NuSphere PhpED IDE     Google Spreadsheets     Vista'da Farklı Temalar Kullanmak     Ati HD2900XT, Nvidia 8800GTX'a Karşı: Crysis Demo ve 3DMark06 Testleri     İTÜRO     Mucitlerimiz Gün Işığına Çıkıyor     Nükleer Santraller: Nasıl Çalışır? Problemleri Nelerdir?     768MB 8800GTX, 512MB ATI HD 2900XT, 640MB 8800GTS Oyun ve 3DMark06 Testleri     Hovercraft: Sınır Tanımayan Araç     Free Loader güneş pili     Vestel, Tamamen Türk Yapımı Yakıt Pili Üretti     İTÜ Robot Olimiyatları     Adobe CS3 ile Mac'te, Daha Fazla Şey Yapın     Beynimiz Nasıl Öğreniyor?     Kuzey Işıkları'nın Dansı     Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?     Boğaziçi Üniv. Robot Günleri     Güneş Enerjisi Nedir?     Motorlarda Piston Tipleri ve Kullanılan Malzemeler     Geleceğin Yakıtı, Hidrojen Nedir?     Güneş Enerjisinden Elektrik Nasıl Elde Edilir?     Colin McRae: DIRT     Hidrojen Yakıt Pilleri Nasıl Çalışır?     Crysis'in sahne tasarımlarına bir göz atalım    
Coğrafya
Coğrafya Sitesi
Tarih Sitesi
Türkçe Sitesi
Bilgi Sitesi
Bilgiler