Hidrojen nakliyesine katı hal çözümü: Güvenli ve ucuz

Koreli bilim insanları, katı hal teknolojisiyle, yüksek basınç olmadan hidrojenin güvenli nakliyesini sağlayan yeni bir alaşım geliştirdi.

Hidrojenin karbon nötr bir enerji taşıyıcısı olarak öne çıkmasıyla birlikte, güvenli ve ekonomik nakliyesi kritik bir mesele . Bugüne kadar hidrojen ya çok yüksek basınç altında ya da sıvı formda aşırı düşük sıcaklıklarda taşınıyordu. Ancak bu yöntemler, hem yüksek patlama riski hem de ciddi enerji tüketimi yaratıyor.

Güney Kore’deki Malzeme Bilimi Enstitüsü’nden (KIMS) Dr. Young-Min Kim ve Dr. Byeong-Chan Suh liderliğindeki ekip, bu soruna yenilikçi bir çözüm geliştirdi: Magnezyum-nikel-kalay (Mg-20Ni-Sn) alaşımı sayesinde, hidrojen artık katı halde, güvenle ve düşük maliyetle taşınabiliyor. Geliştirilen teknoloji, Journal of Magnesium and Alloys dergisinde yayımlandı.

Hidrojen metal yapıya bağlanıyor, patlama riski ortadan kalkıyor

Yeni alaşım, hidrojen moleküllerini metalin iç yapısına hapsederek serbestleşmesini engelliyor. Bu da patlama riski olmadan hidrojenin atmosferik basınçta taşınabilmesini sağlıyor. Yaklaşık 12 metrelik yüksek basınçlı bir hidrojen tankerinin taşıdığı miktar, artık sadece 5 ton taşıma kapasiteli bir kamyonla güvenle nakledilebiliyor. Bu da hem güvenliği artırıyor hem de hidrojen ekonomisi açısından lojistik maliyetleri önemli ölçüde düşürüyor.

Ayrıca bu teknoloji sayesinde hidrojen, metal hidrür formunda taşındığında oksidasyona karşı yüksek direnç gösteriyor. Uzun süreli hava maruziyeti bile performans kaybına yol açmıyor. Böylece özel tanklar ya da karmaşık güvenlik önlemleri gerektirmeden, genel yük gibi taşınabiliyor.

İnce talaş yapısıyla hızlı tepkime, düşük maliyet

Alaşımın özgünlüğü, katmanlı yapısında saklı. Yüksek yoğunluklu magnezyum fazları ile hızlı hidrojen alımı ve salımı sağlayan magnezyum-nikel (Mg2Ni) fazları bir araya getirildi. Ayrıca az miktarda eklenen kalay (Sn), metalin tane yapısını rafine ederek reaktivite artırıldı. Böylece hidrojen depolama performansı, geleneksel yöntemlere kıyasla üç kat iyileştirilmiş oldu.

Yeni yöntemle üretim süreci dikkat çekici derecede sadeleştiriliyor. Toz metalürjisi gibi pahalı yöntemler yerine, klasik döküm yöntemiyle kütle alaşım üretiliyor. Ardından bu alaşım, yaklaşık 50 mikrometre kalınlığında ince metal talaşlar haline getiriliyor. Bu yapı, taşımada hacim avantajı sağlarken, hidrojenin alaşım içinde hızlı bir şekilde yayılmasını mümkün kılıyor. Seri üretime elverişli olması ise maliyetleri 10’da 1 oranında düşürüyor.

Endüksiyonla ısıtılan sistem ve anlık takip teknolojisi

Ayrıca araştırma ekibi, sektör iş birlikleriyle bu alaşımı destekleyen bir sistem geliştirdi. Endüksiyonla ısıtılan özel depolama kabı sayesinde, metal hidrür içindeki hidrojen hızlı şekilde serbest bırakılabiliyor. Ayrıca geliştirilen gerçek zamanlı izleme sistemiyle süreç güvenle izleniyor.

Katı hal hidrojen teknolojisi sayesinde geleneksel gaz depolama yöntemlerine göre çok daha az hacim yeterli oluyor. Bu da kompakt alanlarda dahi yüksek kapasiteli hidrojen depolamasına imkan veriyor.

Uygulama alanları geniş, enerji dönüşümüne katkı büyük

Dr. Young-Min Kim, geliştirilen teknolojinin özel donanıma gerek kalmadan hidrojenin güvenli ve ekonomik nakliyesini sağladığını vurguluyor. Bu çözümün enerji santralleri, elektrikli araçlar, batarya sistemleri, deniz taşımacılığı ve hatta uzaktan enerji şebekeleri gibi pek çok alana entegre edilebileceği ifade ediliyor.

Örneğin, kırsal bölgelerdeki güneş enerjisiyle çalışan hidrojen üretim tesislerinden kent merkezlerine yapılan dağıtımda, bu yöntem sayesinde güvenli ve maliyet etkin nakliye mümkün olabilir. Bu yaklaşım, hem sürdürülebilir enerji geçişine katkı sunuyor hem de karbon ayak izini düşürmeye destek oluyor.

Geliştirilen teknolojinin ticari uygulamalara önümüzdeki 5 yıl içinde entegre edilmesi bekleniyor. Bu süreç, hidrojenin yaygın kullanımı için önemli bir eşiğin aşılması anlamına gelebilir.

Türkiye için düzenleyici ve yapısal fırsatlar sunuyor

Türkiye’nin hidrojen yol haritasında taşımaya dair çözümler hala sınırlı. Ancak bu tür düşük maliyetli, patlamaya karşı güvenli ve oksidasyona dirençli katı hal teknolojileri, enerji bağımsızlığı açısından yeni bir kapı aralayabilir. Ayrıca basınçsız hidrojen nakliyesine yönelik düzenlemeler henüz gelişme aşamasında olduğundan, bu alanda yeni politikalar ve teşvik mekanizmaları gündeme gelebilir.

Özellikle yerli üretim hedefleri doğrultusunda, magnezyum esaslı çözümler araştırma ve yatırım açısından stratejik önem taşıyor. Bu gelişme, karbon nötr taşımacılık vizyonuna doğru önemli bir adımı temsil ediyor ve Yeşil Mutabakat hedefleriyle de doğrudan örtüşüyor.

Katı hal çözümleri hidrojenin geleceğinde kritik rol oynayabilir

Geliştirilen Mg-20Ni-Sn alaşımı, hidrojenin güvenli, verimli ve ekonomik biçimde nakledilmesini sağlayarak mevcut depolama ve taşıma yöntemlerine güçlü bir alternatif sunuyor. Hem üretim kolaylığı hem de düşük maliyetiyle bu teknoloji, özellikle enerji dönüşümünü hızlandırmak isteyen ülkeler için stratejik bir avantaj yaratıyor. Türkiye’nin iklim hedefleri, yenilenebilir enerji yatırımları ve yerli teknoloji üretimi göz önüne alındığında, katı hal temelli hidrojen çözümleri önümüzdeki yıllarda enerji ekosisteminde belirleyici bir konuma gelebilir. Bu yaklaşım, hem çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlar hem de hidrojen ekonomisinin gerçek anlamda hayata geçmesi için somut bir zemin sunar.

İlgili makaleler

• Sıvı hidrojen yakıtlı, sıfır emisyon uçuş için entegre sistem
• Hidrojenin geleceği: Yeşil enerji yolculuğunda rolü
• AB, yenilenebilir hidrojen projelerine yaklaşık 1 milyar Euro yatırım yapıyor
• Doğal hidrojen keşfi: 170.000 yıl yetecek enerji