Geleceğin Elektrik Kaynağı-Yakıt Pilleri

Yakıt pilleri, geleceğin arabalarını çalıştıracak elektrik sistemleri olarak görülüyor. Tek olumsuz yanı, pahalı olması. Bilimadamları, yakıt pillerinin maliyetini düşürmek ve kullanılabilirliğini sağlamak için yeni teknolojiler geliştirmeye uğraşıyorlar. Türkiye’de TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi‘nde bu tip çalışmalar yürütülüyor.

Yakıt pili nedir, nasıl çalışır, nerelerde kullanılır ve neden önemlidir ?

Yakıt pilleri, bir elektrokimyasal tepkime sonucu elektrik üreten araçlardır. Burada yakıt olarak hidrojen ve oksijen kullanılır. Hidrojen doğada en bol bulunan elementtir. Suda ve organik maddelerin tümünde bulunur. Ancak dünyamızda yalnız başına bulunmaz. Hidrojeni, su, biyokütle ya da doğalgaz gibi kaynaklardan ayrıştırmak mümkündür. Bazı suyosunları ve bakteriler de güneş enerjisi kullanarak hidrjen açığa çıkarıyorlar. Ancak şu anda hidrojeni tek başına elde etmek oldukça pahalı. Fakat her geçen gün bunun gibi yeni teknolojiler geliştiriliyor. Oksijense, doğrudan havadan alınarak kullanılabilir.

Yakıt pilleri, güç üretiminde elektrokimyasal tepkimelerin kullanılması nedeniyle geleneksel pillere benzetilebilir. Ancak yakıt pillerini, geleneksel pillerden ayıran bir özellik var. Bu özellik, şarj edilmelerine gerek olmadan, yakıt verilmeye devam edildiği sürece sürekli olarak enerji üretebilmeleri.

Yakıt hücrelerinin her birinin çalışma biçimi birbirinden farklı olan birçok çeşidi geliştirilmiş durumda. Ama hepsi de hidrojen ve oksijenin tepkimeye girmesiyle harekete geçiyor. Her yakıt hücresinin biri artı (katot), biri de eksi (anot) olmak üzere iki elektrodu bulunur. Katota oksijen, anota hidrojen verilir. Elektrik üreten tepkimeler elektrotlarda meydana gelir. Meydana gelen tepkimeler sonucu oluşan iyonlar bir elektrottan diğerine aktarılır. Elektronlarsa, elektrotlar arasındaki gerilim farkına bağlı olarak bir dış devre üzerinden anottan katota geçerler. Sonuç olarak, gerilim farkı altında hareket eden elektronlar sayesinde elektrik elde edilir.

Yakıt hücreleriyle elektrik elde etme sırasında çok az kirletici meydana gelir. Bu da yakıt pillerini çekici bir hale getiriyor. Elektrik üretiminde kullanılan hidrojen ve oksijen birleşerek tümüyle zararsız bir yan ürün ortaya çıkarıyor. Bu ürün, iki hidrojen atomuyla bir oksijen atomunun birleşmesiyle ortaya çıkan su. Hem de içilebilecek kadar temiz.