Yakıt Pili Nedir?

 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Yakıt Pili Nedir? Hidrojen elektrik üretmek için bir elektrokimyasal reaksiyon içinde yanma olmadan oksijenle birleştirilebilir. Bu reaksiyonun oluştuğu yer elektrokimyasal yakıt hücresi veya sadece yakıt hücresi olarak adlandırılır.Yakıt pilleri temiz,sessiz,hareketli parça içermeyen ve yüksek verimli,doğalgaz veya diğer hidrojen içeren gazlardan elektrik ve ısı enerjisi üretim teknolojisidir.Diğer enerji üretim teknolojilerinden çok farklı olarak yakıt pili,yakıtın kimyasal enerjisini doğrudan kullanılabilir elektrik ve ısı enerjisine dönüştüren elektrokimyasal bir cihazdır.Yakıt pilinde doğrudan birincil enerji kaynağı olarak,hidrojen kullanılabileceği gibi,dönüştürme yapıldığı takdirde, doğalgaz,LPG,metanol,nafta veya benzin gibi hidrojen içeren yakıtlar da kullanılabilmektedir.

Yakıt pilinde gerçekleşen dönüşüm pil ya da akümülatördeki dönüşüm ile benzerdir.Yakıt pili ile bunlar arasındaki temel farklılık ise,yakıt pillerinin enerji dönüşümünü yakıt ve oksitleyici sağlandığı sürece gerçekleştirebilmesidir.Diğerlerinde ise bu dönüşüm içlerinde depolanmış enerji ile sınırlıdır.Yakıt pili 3 temel kısımdan meydana gelir.Anot(negatif elektrot),katot(pozitif elektrot) ve bu iki elektrot arasında kalan elektrolit(değişim zarı)

Temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarını verimli enerjiye dönüştürmeye yarayan sistemlerdir. Yakıt ile havanın elektrokimyasal tepkimesi sonucu yakıtın kimyasal enerjisi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür. Reaksiyon sonucu saf su ve ısı açığa çıkar. Elektrolizin ters reaksiyonu olarak da tanımlanabilecek olan yakıt pili reaksiyonu sonrası, doğru akım (DC) formunda elektrik üretilir.

Yakıt Pili Yakıt Pili Nedir? Yakıt Hücresi Hidrojen Alternatif Enerji Kaynakları Temiz ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yenilenebilir Enerji Elektrokimyasal Reaksiyon Doğal kaynakların hızla tükenmesi ve daha temiz bir dünya amaçlanması gibi nedenler çalışmaları temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmiştir. Kullanılan petrol ve türevi yakıtlar gerek doğaya verdiği zarar gerek tükenebilirlik açısından problem teşkil etmekte ve bu problemlerin başında petrol türevli yakıtların ekolojik dengeye verdikleri zararlar gelmektedir. Çoğu karbon içerikli bu yakıtların yanması ile açığa çıkan emisyonların zehirli olması, bu emisyonların atmosferdeki artışı asit yağmurları ve sera etkisi gibi olumsuzlukları da beraberinde getirmektedir. Tüm bunlar göz önünde bulundurulduğunda temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim bir tercih olmaktan çıkıp mecburiyet haline dönüşmüştür.

Dünya enerji ihtiyacının %88’i fosil yakıtlardan (kömür, petrol ve doğalgaz) sağlanmaktadır. Bunun %38’ini petrol, %30’unu kömür ve %20’sini ise doğalgaz oluşturmaktadır. Hızla artan dünya nüfusu beraberinde artan tüketim hızı mevcut petrol rezervlerini her geçen gün azaltmaktadır. Yapılan araştırmalarda bu rezervlere 50-60 yıllık bir ömür biçilmektedir. Bu durum yenilenebilir enerjiyi bütünüyle hayatımıza sokma vaktinin geldiğini işaret eder. Bu gerekliliğe rezerv sınırlılığı ile beraber çevresel faktörlerde eklendiğinde alternatif bir yakıta duyulan ihtiyaç daha da fazlalaşmaktadır. Bu bağlamda alternatif bir yakıtın çevreyle dost, ekonomik ve farklı enerji dönüşüm sistemlerinde kullanılabilme özelliği taşıması gerekir. 

İlk yakıt pili çalışmaları 1838 yılında Sir William Grove tarafından H2-O2 pili üzerinde yapılmıştır. Mazisi oldukça eski yıllara dayanan yakıt pili, ilk kez 1958 yılında NASA’nın uzay programında Apollo, Gemini, ve Space Shuttle uzay gemilerinde kullanıldığı bilinmektedir. İlk yakıt pili çalışmaları 1838 yılında Sir William Grove tarafından H2-O2 pili üzerinde yapılmıştır. 

Yakıt Pili Nedir, Nasıl Çalışır ?

Yakıt pili; sisteme sağlanan uygun bir yakıt ve oksitleyicinin elektrokimyasal reaksiyonu ile elektrik enerjisi üreten bir sistemdir.Yakıt ile havanın elektrokimyasal tepkimesi sonucu yakıt kimyasal enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmeye yarar. Reaksiyon sonucu saf su ve ısı açığa çıkar. Elektrolizin ters reaksiyonu olarak da tanımlanabilecek olan yakıt pili reaksiyonu sonrası, doğru akım (DC) formunda elektrik üretilir. Aşağıdaki şemada bir yakıt pilinin genel yapısı ve işleyişi gösterilmiştir. 

Temel olarak bir yakıt pili; elektrolit ve bunun her bir yüzeyi ile temas halinde bulunan geçirgen-gözenekli yapıda bulunan anot ve katot elektrotlardan oluşur. Yani elektrotlar geçirgen ve gözenekli (poroz) yapıdadır ve elektrotların arasında elektrolit yer alır. Yakıt pilinin anot (negatif) kutbuna gaz yakıt, katot (pozitif) kutbuna ise oksitleyici (hava yada oksijen) gönderilir. Gönderilen bu yakıt ve havanın elektrokimyasal reaksiyonu sonucunda anot ve katot arasında oluşan potansiyel farkı bir elektron akışını ve elektriksel gerilimi meydana getirir. Reaksiyon sonrası ısı, saf su ve karbon içerikli bir yakıt kullanılıyorsa ilave olarak karbondioksit açığa çıkar. 

Yakıt pillerinin yüksek verimlilikleri dışında, hareketli parça içermeme, sessiz, modüler, kompakt yapılı, geniş yakıt yelpaze ile çalışabilme(doğal gaz,LPG,Metanol,Etanol ), düşük emisyon, yüksek güvenilirlik, kolay kurulum, hızlı enerji dönüşümü gibi özelliklere sahip olmaları onları avantajlı kılar.

Dezavantajları

Yüksek maliyet, büyük hacim ya da ağırlıkta yakıt depolama gereksinimi , direkt hidrojen kullanımı halinde yüksek yakıt fiyatı, kullanım ömürlerinin tam olarak bilinememesi olarak özetlenebilir. 

Yakıt Pili Çeşitleri 

Yakıt pilleri çalışma sıcaklık aralığına ve elektrolit kısmını oluşturan malzeme cinsine göre farklı tiplere ayrılır. Bu çeşitlilik temel çalışma prensibini etkilemez, ancak performansları çalışma koşulları ve uygulama alanlarının farklılaşmasına yol açar. 

Uygulamada en sık karşılaşılan yakıt pili çeşitleri şunlardır: 

• Alkalin Yakıt Pili 

• Proton Dönüşüm Zarlı (PEM) Yakıt Pili 

• Fosforik Asit Yakıt Pili 

• Erimiş Karbonat Yakıt Pili 

• Katı Oksit Yakıt Pili 

• Direkt Metanol Yakıt Pili

 DERS VE ÇALIŞMA KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ