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

Güvenlik Kodu
İntel'in Core 2 Duo E6400'ü %56'lık oc ile fiyat-performans kralı     Avedesk 1.3 Bölüm 1     Cubase 4 - Devrimci bir kilometre taşı Müzik prodüksiyon yazılımı.     Avedesk Bölüm2     Murat Günak kimdir?     Arama Motorları Nasıl Çalışır?     Java Destekli Telefonlar için 3D Performans ve Kalite Testleri     VW Tiguan ( Küçük Touareg )     MouseIMP Pro     Beklenen oyun: Trackmania UNITED çıktı!     Ürün incelemesi: Saitek P3000 Wireless PRO Gamepad     Hidrojen Kullanan Otomobil Sayısı Her Geçen Gün Artıyor!     Samsung'tan Dünyanın En İnce Cep Telefonu     Avedesk Eklentilerin Ayarlanması     Dünyanın İlk Boxer Turbo Dizel Motoru     Yüzyılın yarış oyunu: Test Drive Unlimited!     Vista üzerinde IIS 7.0 Kurulumu     Corel WordPerfect Lightning' in halka açık beta sürümünü yayımlıyor!     Far Cry'ın devam oyunu, muhteşem grafikleriyle: Crysis     Küresel Isınmanın Nedenleri? Sebepleri?     Elbit Systems VIPeR "avcı-katil" robotu çıkarıyor     Hava Kirliliğini Arttıran Sıcaklık İnversiyonu- Bölüm1     Yahoo'dan Sınırsız Email Kapasitesi     Ati HD2900XT, Nvidia 8800GTX'a Karşı: Crysis Demo ve 3DMark06 Testleri     768MB 8800GTX, 512MB ATI HD 2900XT, 640MB 8800GTS Oyun ve 3DMark06 Testleri     Vestel, Tamamen Türk Yapımı Yakıt Pili Üretti     Geleceğin Yakıtı, Hidrojen Nedir?     Güneş Enerjisinden Elektrik Nasıl Elde Edilir?     Hidrojen Yakıt Pilinin Kullanım Alanları ve Dünya Üzerindeki Gelişimi     Telefonun İcadı (Alexander Graham BELL)     Zoho, Google Docs'a Yeni Rakip     ASUS Eee PC Notebook     Yeni iMac: Daha ince, Daha Güçlü!     Beynin Sırları     Samsung'dan Yeni LCD'ler: 245BW ve 226CW     İlk Vista Oyunu Shadowrun, Aslında XP'de Çalışabiliyormuş     Beyinin Oluşumu     AMD ve NVIDIA ‘dan Yeni Ekran Kartı Sürücüleri     Norton Removal Tool (Norton'u Sistemden Kaldırmak)     Pro Evolution Soccer 2008 (PES)     Muhteşem Grafikleriyle, Far Cry 2     İngiliz Mühendislerden Dünyanın En Büyük Uydusu     BMW X6 2008'de Yollarda     Renk Nedir? Nasıl Oluşur?     Rüzgar Enerjisi Nedir? Rüzgar Türbinleri Nasıl Çalışır?     Uzaya Yolcu Seferleri 2009'da Başlıyor     Biyodizel(Biodiesel) Nedir? Nasıl Elde Edilir?     ATi RV770, RV670'den Çok Daha Hızlı Olacak     Zamanı Durdurmak Mümkün Olabilir mi?     Race Driver: GRID Demo     Hidrojenin Taşınması     Hidrojen Kullanma Yöntemleri ve İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojen Kullanımı     Hidrojen Kullanımınında Güvenlik     Güneş-Hidrojen Sistemi     Teknolojinin Zararları ve Çevre Kirliliği     Sony Ericsson'a 2 yeni üye: C702 ve C902     Dünyanın İlk Hipersonik Yolcu Uçağı     Pusulanın İcadı, Pusula Nasıl Çalışır?     Açık Kaynak Kod ?     WordPress 2.3.3 locale.php     Windows Live Messenger 9.0 ile Yepyeni Özellikler(Türkçe)     Windows XP İçin Service Pack 3 (SP3) Resmi Olarak Yayınlandı     LimeWire ile Sınırsız Paylaşım!     Mafia 2: Mafya Efsanesi Geri Dönüyor…     Philips ve Lite-On'dan Harici Blu-ray Sürücüsü     Lego Görünümlü USB Bellekler     Samsung D880: Çift Sim Kartlı Cep Telefonu     Efsane Geri Döndü: Starcraft 2     Call of Duty 4: Freedom's Last Call     Pilin İcadı (Alessandro Volta)     Mimar Sinan Kimdir?     Alfred Bernhard Nobel Kimdir?     Evangelista Torricelli Kimdir? , Barometrenin İcadı     James Watt Kimdir?     İbn Sina Kimdir?     Louis Pasteur Kimdir?     Farabi Kimdir?     Bioshock 2     Arşimet (Archimedes) Kimdir? , Suyun Kaldırma Kuvveti     Galileo Galilei Kimdir?     Trackmania Forever!!!     12 Yaşındaki "Manyetik Adam" Dokunduğu Bilgisayarı Bozuyor     Razer Salmosa: Orta Seviye Oyuncu Faresi     AMD 45nm'ye Geçtiğini Duyurdu!     Microsoft Windows Smartkey Üzerinde Çalışıyor     Tekerleğin İcadı     Albert Einstein Kimdir?     Bilgiye Ulaşmanın En Kolay Yolu     Google Yavaş Yüklenen Siteleri Cezalandırıyor!     Solid State Disc Kervanına OCZ de Katıldı     AMD'nin Üç Çekirdekli(triple-core) Phenom İşlemcileri Hazır     Acer 6920 ve 8920G Günyüzüne Çıktı     Fisker Karma: Motor Sesini Hoparlörle Dışarı Veren Spor Araba!     FPS(Frame Per Second) Nedir? FPS Oyunlarındaki Hız Kavramı     Santrifüj Pompa Nedir? Nasıl Çalışır?     Pistonlu Pompa Nedir? Nasıl Çalışır?     Diyot Nedir? Nasıl Çalışır?     Direnç Nedir? Nasıl Çalışır?     Servo Motor Nedir? Nasıl Çalışır?     Biyosensör Nedir?    
Coğafya Tarih Sitesi Matematik Sorusu Türkçe Sitesi