Güneş enerjisi destekli nehir suyundan hidrojen üretimi

Sanayi Devriminin ikinci aşamasında başlayıp günümüzde yoğun bir şekilde kullanılan fosil yakıtlar, sınırlı doğal kaynaklar arasında yer almaktadır. Ayrıca, fosil yakıtların kullanımıyla çevreye verdikleri zarar uzun süredir bilinmektedir. Bu yakıtların sınırlı rezervlere sahip olması ve çevresel etkileri, alternatif enerji kaynaklarına olan ihtiyacı artırmıştır. Hidrojen, pek çok özelliğe sahip kimyasal bir elementtir. Dünyada saf haliyle nadiren bulunur; genellikle bileşiklerden ayrıştırılarak elde edilir ve bu işlem oldukça yoğun enerji gerektirir. Hidrojen, farklı yan ürünlere dönüştürülebilir ve kullanıldığında çevreye zarar vermez, taşınabilir ve depolanabilir özelliklere sahiptir, bu da onu alternatif yakıtlar arasında öne çıkarır. Hidrojen, yüksek ısıl değere sahip olması ile içten yanmalı motorlar ve hidrojenli elektrikli araçlarda doğrudan alternatif yakıt olarak kullanılabilir. Buna ilaveten sentetik yakıt bileşeni olarak ve ayrıca birçok sektörde de değerlendirilebilir. Bu çalışmada, hidrojenin üzerine literatür taraması yapılmış, üretim yöntemleri karşılaştırılmış ve en verimli yöntem olarak kabul edilen sudan elektroliz yöntemiyle hidrojen üretilmiştir. Hidrojen üretiminde, saflaştırılmış nehir suyu, PEM Yakıt Hücresi ve enerji olarak güneş enerjisinden yararlanılmıştır. Nehir suyunun her mevsimde sistemde değerlendirilebilmesi için aşamalı filtrasyon sistemi kullanılmıştır. Filtrasyon sonucu kullanılabilir duruma getirilen su, cam balonda toplanmış, yoğunlaştırılan güneş ışınımı yardımı ile buharlaşması ve sonraki adımda deney setinde yoğuşması sağlanarak saf su haline getirilmiştir. Elde edilen saf sudan, PEM Yakıt Hücresi ve güneş enerjisi yardımı ile Yeşil Hidrojen ve Oksijen üretilmiş ve depolanabilmiştir. Ayrıca, üretilen hidrojen oksijen ile PEM hücresinde tekrar tepkimeye sokularak elektrik enerjisi, ısı ve saf su üretilmiştir. Bu sistem, işletim sırasında sıfır (atık) emisyon üreten nadir sistemlerden biridir. Hidrojenin enerji taşıyıcısı olarak kullanımı, gelecekte temiz enerji kaynaklarına alternatif sunarak çok önemli bir yere sahip olabileceği değerlendirilmektedir. Ancak, Hidrojenin üretimi ve temiz çevre açısından sürdürülebilir bir şekilde yaygın olarak kullanımı, teknolojik engellerin aşılması ve özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretiminin teşvikinin Dünya genelinde hükümetlerin politikası haline getirilmesi gerekmektedir.