HDROJENN FZKSEL VE KMYASAL ZELLKLER HDROJENN FZKSEL VE

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Hidrojenin motorlarda yakıt olarak kullanılması durumunda petrol kökenli motor yakıtlara oranla birçok önemli avantaj saglanmaktadır. • Yüksek alev hızı ve tutusma yetenegi, düsük atesleme enerjisi gerektirmesi, genis tutusma ve yanma sınırları, yüksek ısıl deger ve termik verim, kirletici egzoz gazı emisyonlarının azlıgı ve sahip oldugu yüksek oktan sayısı ile vuruntu direnci hidrojeni çekici kılmaktadır. • Ayrıca benzin veya motorinle çesitli karısım oranlarında çift yakıtlı motor olarak çalısabilme olanagına sahip olması, geçis döneminde mevcut motorlarda önemli degisiklikler yapılmadan hidrojen kullanımını olanaklı kılacaktır.

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Hidrojenin yakıt olarak kullanılmasında yarar saglayacak en önemli özelliklerden birisi, hidrojenin çok fakir karısımlardan, çok zengin karısımlara kadar uzanan genis hava-yakıt karısım oranı aralıgı içerisinde tutusabilir olmasıdır. Hava fazlalık katsayısının 0. 15 - 4. 35 degerleri arasında tutusma saglanabilmektedir. Hidrojenin kendine tutusma sıcaklıgının oldukça yüksek olması (1 atm basınçta 574 - 591 0 C) ve oktan sayısının yüksek olması Otto motorlarında kullanımında avantaj teskil etmektedir.

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Hidrojen ayrıca diger mevcut motor yakıtlarından daha yüksek ısıl degere sahiptir. Ancak hacimsel olarak ele alındıgında, hidrojenin ısıl degerinin öteki yakıtlardan çok daha düsük oldugu görülecektir. Bu durum, bazı çözümler saglanmadıgında motorun maksimum gücü açısından, esdeger özellikteki benzin motoruna göre bazı kısıtlamalar getirecektir. Hidrojenin difüzyon katsayısı da öteki yakıtlardan daha fazladır. Ayrıca gaz halindeki hidrojen kagıt, kumas, kauçuk gibi malzemelerden, platin, demir, çelik gibi bazı metallerden difüzyon yolu ile geçebilmektedir. Hidrojenin bu özelligi ise depolanmasına iliskin bazı sorunlar yaratmaktadır.

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

HİDROJENİN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Hidrojen Üretimi Yıllık hidrojen üretimi 500 x 109 m 3 , %10’u ticaridir. Bugün hidrojenin yaklaşık %95’i hidrokarbonlardan, geriye kalan %5’i de elektroliz yoluyla üretilmektedir. Hidrojen, pek çok farklı kaynaktan üretilebilmektedir HİDROJEN ÜRETİMİ YENİ DEĞİLDİR! Elektroliz : Yakıt hidrojenin temelde, sudan yenilenebilir enerjilerle üretilmesi ana ilkedir. Hidrojen üretim yöntemlerinin başında suyun direkt elektrolizi gelir. Elektroliz için elektrik gereksinimi fosil yakıtlardan, hidroelektrik kaynaktan, nükleer güçten, jeotermal enerjiden, güneş, rüzgar ve deniz dalga enerjilerinden elde edilebilir. 11

İ. Y. M. 'larda Hidrojen Kullanımında Karşılan Problemler İ. Y. M. 'da hidrojen kullanımı ile ilgili ilk deneylerde propan ve doğal gaz için kullanılan yakıt-hava karışım cihazları hidrojene uygun olarak geliştirilmiş ve motor üzerinde deneyler yapılmıştır. Hidrojen diğer yakıtlarla karşılaştırıldığında farklı yanma ve ateşleme karakteristiklerine sahiptir. � Hidrojen yakıtlı motorlarda yanma açısından ortaya çıkan en önemli iki sorun, geri tutuşma ve erken ateşleme olaylarıdır. � Hidrojenin tutuşma enerjisinin düşük olması bu iki sorunu ortaya çıkarmaktadır. � Hidrojenin yakıt olarak kullanılabilmesi için bu sorunların ortadan kaldırılması gerekir � 21

Geri yanma (Back flash) problemi: Geri yanma, yanma odasına gönderilen yakıt-hava karışımının emme tamamlanmadan çeşitli etkenlerle tutuşması sonucu motorun emme manifoldundan geriye doğru alevin ilerlemesidir. � Bu olay emme sistemi elamanlarını tahrip etmekte ve emniyet açısından sorun oluşturmaktadır. Geri tutuşma hava fazlalık kat sayısının( ) 2 ila 3 arasında olduğu durumlarda oluşmaktadır. � Geri tutuşmanın sebepleri: Benzin ile kıyaslandığında hidrojenin tutuşturulabilmesi için daha düşük iyonlaşma enerjisine ihtiyaç duymasıdır. 22

Erken tutuşma (Preignition) problemi: Önlenmesi gereken diğer olaylardan biri de erken tutuşmadır. Yanma odasına gönderilen karışımın bujide kıvılcım çakmadan önce sıcak odaklar tarafından tutuşturularak yanmayı istenilenden önce başlatması da erken tutuşma olarak tanımlanmaktadır. 23

24

Genel olarak geri yanma ve erken tutuşmanın sebepleri şunlardır: i. Yanma odasındaki sıcak noktalar ii. Supap bindirmesi sırasında sıcak egsoz gazları ile karışımın temas etmesi iii. Çok fakir karışımlarda yanma hızının düşük olması sebebi ile yanma süresinin artması sonucu yanmakta olan gazlarla yeni karışımın teması, iv. Motor yağından ve yanma ürünü olan sıcak partiküllerin erken tutuşmayı başlatması vb. dir. 25