Pek çok uzman hidrojenin “geleceğin yakıtı” olduğunu belirtmektedir. Hidrojenin, küresel ekonomiyi iki ana şekilde karbonsuzlaştırmasına yardımcı olması beklenmektedir: yakıldığında veya bir yakıt hücresine beslenildiğinde, depolanabilir enerji üretir ve karbon emisyonu olmaksızın yalnızca su açığa çıkar. Ayrıca, fosil yakıtların yerini almak veya çelik ve çimento üretimi gibi karbonsuzlaştırılması zor endüstriyel süreçlerde kimyasal hammadde olarak kullanılabilir.
Ancak hidrojenin potansiyelini gerçekleştirebilmesi için iki zorluğun aşılması gerekiyor. Dünya genelindeki araştırmacılar şu anda ilk zorluğu çözmek için çalışıyor: hem ucuz hem de düşük karbon emisyonlu saf hidrojen üretim yöntemi bulmak.
Hidrojenin taşınması ve depolanması için iyi bir yöntem bulmak da aynı derecede kritik. MIT Enerji İnisiyatifi (MITEI) araştırmacılarının liderlik ettiği bir ekip, daha az tartışılan ancak önemli olan bu zorluğu ele alıyor. Saf hidrojenin üretileceği yerin, kullanılacağı yerden uzak olması muhtemeldir, bu nedenle taşınması kritik — ve zor olacaktır.
Bu sorun, hidrojenin iki özelliğinden kaynaklanmaktadır: En hafif gazdır ve hacim başına düşük enerji yoğunluğuna sahiptir. Bu nedenle, belirli bir enerji miktarını teslim etmek için büyük bir hidrojen hacmi ve hidrojen moleküllerinin kaçamayacağı kadar sıkı kapatılmış bir konteyner gereklidir. Kısacası, benzin gibi sıvı bir yakıt taşımak daha kolaydır. Ve hidrojenin iyi bir şekilde depolanması ve taşınması sağlanmadıkça, geleceğin temiz yakıtı olarak vaatlerini yerine getiremeyecektir.
2024 yılında, MITEI aracılığıyla ExxonMobil Teknoloji ve Mühendislik Şirketi tarafından sağlanan fonla, MITEI araştırmacılarından oluşan bir ekip ve Exxon'daki meslektaşları, hidrojen taşımak için çeşitli yaklaşımları incelemeye başladı. Araştırmacılar şimdi, tek bir cevabın olmadığını, belirli bir taşıma yönteminin maliyetinin ve karbon emisyonlarının bir yerden diğerine değişeceğini sonucuna varmışlardır. Bu nedenle, “en iyi” sonucu gösteren bir tablo sunmak yerine, ekip kullanıcıların çeşitli seçenekleri anlamalarına ve kendi özel kullanım durumları için en iyi seçeneği seçmelerine olanak tanıyan bir araç geliştirmiştir.
Araştırmacılar, çalışmalarını ve geliştirdikleri aracı yeni bir makalede sunmaktadırlar. Bu makale, Fuel dergisinde yayımlanmıştır.
Çalışmaya, eski MITEI doktora sonrası araştırmacıları Gasim Ibrahim, şu anda Honeywell'de Ar-Ge mühendisi/bilim insanı ve eski MITEI grup lideri Guiyan Zang, şu anda Washington Eyalet Üniversitesi'nde doçent olarak liderlik etmiştir. Diğer MIT yazarları arasında eski doktora sonrası araştırmacılar Bosong Lin, Jacqueline Garrido, Woojae Shin ve Haoxiang Lai bulunmaktadır.
Hidrojen zorluğu ve yardımcı olabilecek hidrojen “taşıyıcıları”
Ekip, hidrojenin dünya için uygulanabilir bir yakıt olabilmesi için uzun mesafelerde taşınması gerektiği varsayımıyla yola çıktı — özellikle deniz aşırı, kıtalar arası veya büyük su kütleleri boyunca. Hidrojen gazının özellikleri göz önüne alındığında, gemiye yüklemeden önce sıvı bir forma dönüştürmek en iyisi olacaktır.
Bunu yapmanın bilinen yolları vardır, ancak nakliye için en iyisi hangisidir? Çeşitli yöntemlerin maliyeti ne kadar olacak ve bunlar teslim edilen hidrojenin karbon yoğunluğuna ne kadar ekleyecek?
“Bu sorulara yanıt bulmaya fazla dikkat edilmedi,” diyor Ibrahim. Bazı çalışmalar yapılmış olsa da, sonuçları tutarsızdır ve birçok belirsizlik kalmaktadır; hem maliyetin ve karbon emisyonlarının yerden yere değişeceği hem de hidrojenin büyük ölçekli taşınmasının nasıl çalışacağına dair çok fazla veri olmadığı için.
“Bu nedenle, en iyi şeyin, kullanıcıların kendi değerlendirmelerini yapmalarını sağlayacak uyarlanabilir bir araç geliştirmek olduğuna karar verdik — çok kolay güncellenebilen bir araç,” diye açıklıyor Ibrahim. “Ve bunu açık kaynak yapacağız, böylece herkes, formüle ettiğimiz ve test ettiğimiz sayıları görebilir ve güncelleyebilir. Sanayi geliştikçe ve ölçek daha fazla bir faktör haline geldikçe, [ilk] değerlendirmelerimizdeki ekonomik ve karbon yoğunluğu [farklı nakliye yöntemleri için] yapılan varsayımlar güncellenmelidir.”
Taşıma ve depolama sorunlarına odaklanmak için, modelleri — Hidrojen Taşıyıcı Analiz Aracı veya Hy
