Hidrojeni 10 kat daha ucuza ve inançlı biçimde depolama metodu geliştirildi

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, hidrojeni çok daha ucuza ve güvenli bir biçimde depolamak için yeni bir yol geliştirdi. Araştırmacılar, tabiatta bol ölçüde bulunan demiri kullanarak hidrojeni, yalnızca 6 milimetre kalınlığında duvarlara sahip kapta depolamayı başardı. Güç depolama ve geri alma süreci, demir-hava pillerinde de kullanılan bir prensip olan demir paslanması süreciyle gerçekleştirildi.

Fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltmak emeliyle, İsviçre hükümeti 2050 yılına kadar güç gereksiniminin %40’ını karşılamak için güneş gücünü kullanmayı planlıyor. Güneş gücüyle ilgili sorun, bilhassa İsviçre’de kışın güneşin çok az olması. Bu eksikliğin üstesinden gelmek için hükümet, rüzgar ve hidroelektrik gücünü ve gerektiğinde doğalgaz santrallerini kullanmayı planlıyor. Lakin ETH Zürih’teki araştırmacılar hidrojenin bu muhtaçlığı karşılayabileceğini düşünüyor.

Ucuz ve inançlı bir yöntem

Hidrojen gazı, yaz aylarında güneş gücü kullanılarak suyun elektrolizi yoluyla elde edilebilir ve kışın pak yakıt olarak kullanılabilir. Lakin, bu son derece uçucu ve yanıcı gazı uzun müddetler boyunca depolamak ağır güç gerektiren ve riskli bir süreç. Araştırmacıların geliştirdiği sistem ise çok daha inançlı ve ucuz bir metot olarak ön plana çıkıyor.

İşlevsel materyaller profesörü Wendelin Stark liderliğindeki ETH Zürih araştırmacıları, hidrojeni demirde depolamak için 19. yüzyıldan beri bilinen buhar-demir işlemini kullanıyor. Yanıcı gaz, demir cevherinin 400 santigrat derece tutulduğu paslanmaz çelik bir reaktöre pompalanıyor. Bu sıcaklıklarda hidrojen, demir oksit yahut pastan oksijeni çıkararak su ve demir üretiyor. Bu, gücün su ve demirde depolandığı ve büyük kayıplar olmadan aylarca tutulabildiği demir-hava pilini şarj etmeye çok benziyor.

Enerji talebinin yüksek olduğu kış aylarında, araştırmacılar bu reaktörlere sıcak buhar verebilirler. Bu süreçle, pas oluşup hidrojen gazı açığa çıkarak süreç aksine çevriliyor. Daha sonra hidrojen, bir yakıt hücresinde elektrik üretmek yahut bir türbini döndürmek için yakıt olarak kullanılabilir.

Bu depolama seçeneğinin en büyük avantajı, uygulanmasının kolay ve ucuz olması. Süreçte kullanılan gereçler rastgele bir ön sürece muhtaçlık duymuyor. Tabiatta bol bulunan demiri kullanarak çarçabuk ölçeklendirmek mümkün.

ETH araştırmacıları, teknolojiyi göstermek için Hönggerberg yerleşkesinde pilot tesis olarak 3 tane reaktör inşa ettiler. Tesis, 10 MWh hidrojen depolayabiliyor ve geri dönüştürüldüğünde 4-6 MWh güç üretebiliyor. Teknolojinin dezavantajı, dönüşüm sürecinde gücün %60’ına kadar bir oranda kaybedilmesi.

Ancak araştırmacılar teknolojiyi daha büyük bir ölçekte test etmeye kararlılar. 2.000 metreküp hacimli reaktörlerde 4 GWh hidrojen depolamayı planlıyorlar. Bu türlü bir tesis, yaz aylarında depolanan enerjiyi kullanarak kampüsün kış mevsimindeki güç ihtiyacının beşte birini karşılayabilir.

Her ne kadar güç dönüşümünde verimsiz olsa da, araştırmacılar teknolojinin mevcut sistemlerden 10 kat daha ucuz olduğunu argüman ediyorlar. Münasebetiyle, ileride mevsimsel güç depolamada kıymetli bir kullanım alanı bulabileceğini söz ediyorlar.