Hidrojenle Çalışan Hava Araçları Motorları
20. ve 21. Yüzyılda Çevre kirliliği ve atmosfere aşırı karbondioksit salınımı nedeniyle ve sera gazı etkisiyle küresel ısınmanın artarak devam ettiği bir gerçektir. Bilhassa, havacılık ve nakliye konularında yaşanan uçuş ve uçak sayılarının doğaya bıraktığı karbondioksit bazlı bir kirlenme de olduğu bir başka gerçektir. Bu duruma otomotiv ve ulaştırma sektörünü de eklediğinizde insan eliyle yaratılan bu Karbon temelli salınım eylemlerinin artarak sürdüğü de bize gösteriyor.
Dünyamızda son yıllarda yaşanan sıcaklık artışları ve kuraklık nedeniyle dünya üzerindeki dengeler değişmeye başladı. Bu sıcaklık değişimleri de Küresel ısınmaya neden oldu. Küresel ısınma atmosferin dünya yüzeyine yakın kısımlarında ortalama dünya sıcaklığının doğal olarak ya da insan etkisiyle artması olarak tanımlanır.
Özellikle 20. ve 21. Yüzyılda Çevre kirliliği ve atmosfere aşırı karbondioksit salınımı nedeniyle ve sera gazı etkisiyle küresel ısınmanın artarak devam ettiği bir gerçektir.
Bilhassa, havacılık ve nakliye konularında yaşanan uçuş ve uçak sayılarının doğaya bıraktığı karbondioksit bazlı bir kirlenme de olduğu bir başka gerçektir.
Bu duruma otomotiv ve ulaştırma sektörünü de eklediğinizde insan eliyle yaratılan bu Karbon temelli salınım eylemlerinin artarak sürdüğü de bize gösteriyor.
Her ne kadar ülkeler karada özellikle otomotiv sektöründe elektrikli veya hibrit modeller ile bu duruma engel olmaya çalışsalar da daha konunun başında olduğumuz da ortada duran bir başka gerçektir.
Özellikle son yıllarda yaşanan Covid 19 ve Ukrayna savaşının enerji, ısınma ve ulaşım sektöründe yaşanan bu teknoloji devrimini bir şekilde yavaşlattığı da bir başka gerçektir.
Fosil yakıt dediğimiz petrol, kömür gibi yakıtların bir şekilde azaltılması için havacılık sektöründe de özellikle motorlar ile ilgili yeni yeni çalışmalar başlatılmıştır. Bunlardan bazıları özellikle yolcu uçağında kullanılan motorlar ile ilgilidir. Bu yolcu uçağı motorlarının alternatif yakıtlar ile çalışacak şekilde geliştirilmesi bu konuda yapılan çalışmaların temelini oluşturmaktadır.
GE Aviation ve Safran Aircraft Engines'teki mühendisler bir GE Passport jet motorunu modifiye etmek için çalışmaktadırlar. Bu çalışma ile motorun sıvı hidrojen yakıtı ile uyumlu ve çalışabilir hale getirmek için yanma odasını, yakıt sistemini ve kontrol sistemini tamamen yenilemeye çalışıyorlar.
Yakın zamanda Hidrojenle çalışabilir, 4 adet GE passport modeli motor, bir Airbus A380'in gövdesinin arka üstüne monte edilerek uçuş denemelerine başlayacaktır.
Bu çalışmalar planlandığı şekilde giderse 2030'ların ortalarında yolcu taşıyacak ve uçuş sırasında hiç karbon salınımı üretmeyecek uçakların uçtuğunu göreceğiz.
Hidrojen, yandığında CO2 salınımı üretmediği gibi de evrende en bol bulunan bir elementtir. Bu durumu uzaya giden roketlerin arkasında bıraktığı beyaz su buharı olarak da görebiliriz.
Hidrojen ile çalışan sistemler için gerekli Hidrojeni uçakta depolamak, büyük mühendislik sorunu olarak karşımıza çıkmaktadır. Hidrojen, herhangi bir yolcu uçağının yolculuğu için yeterli miktarda taşınmak istenirse tüm uçaktan daha fazla depolama alanı kaplar.
Bu amaçla da hidrojenin tıpkı uzay yolculuklarında kullanılan şekliyle sıvı halde depolanması gerekir. Bu da yakıt olarak kullanılacak hidrojeni yaklaşık eksi 253 Santigrat dereceye kadar soğutmak anlamına gelmektedir.
Bu konuda İngiliz motor üreticisi Rolls Royce, dünyada bir ilk olarak modern bir uçak motoruna hidrojeni yakıt olarak kullanarak güç sağlamayı başardığını açıkladı. Rolls-Royce bu çalışmayı AE 2100-A uçak motoruyla gerçekleştirildiğini kaydetti.
Boeing şirketi de, ScanEagle3 askeri insansız hava aracında hidrojen yakıt hücrelerini test ettiğini açıkladı.
Airbus şirketi de bu çalışmalara ilave olarak ZEROe ismini verdikleri hidrojenle çalışan yakıt hücreli motor geliştirdiğini açıkladı. Tahrik sistemi, 2035 yılına kadar hizmete girecek sıfır salınımlı uçağı donatmak için potansiyel çözümlerden biri olarak kabul ediliyor.
Hidrojenin uçak tahriki için bir güç kaynağı olarak kullanılabilmesinin iki yolu bulunuyor. Birinci yol, bir gaz türbininde yakıt veya lpg gibi hidrojen yanmasıyla oluşuyor. İkinci yol ise bir pervane motoruna güç sağlamak amacıyla hidrojeni elektriğe dönüştürmek için yakıt hücreleri kullanılıyor. Bir hidrojen gazı türbini, hibrit-elektrik mimarisinde piller yerine yakıt hücreleriyle de (PEM - Proton Exchange Membrane ) birleştirilebiliyor. Üretilen elektrik ise uçak motorlarında kullanılarak pervanelerin ve dolayısıyla uçakların hareketi sağlanıyor.
Hidrojen ile çalışan motorların denemeleri farklı motor çeşitleri olan turbo fan ve turbo rop motorlar için olacak şekilde ayrı ayrı çalışmalar yapılmaktadır.
Öncelikle küçük uçaklarda kullanılmaya başlanacağı değerlendirilen hidrojen yakıtlı sistemlerin daha başlangıç aşamasında olduğu bir gerçektir.
Yolcu uçakları ve otomobillerde kullanılan yakıt hücreli Motorlara ilave olarak turbo prop motor kullanan İHA ve SİHA’larda da aynı sitemlerin kullanılması mümkündür. Bu nedenle günümüz İHA ve SİHA teknolojilerini geliştiren Türkiye’nin gelecekte bu motorları bu sistemlere uygulayabilmesi ile havada kalış sürelerini veya taşıyabileceği faydalı yük miktarını da arttırabileceği bir başka gerçektir.
Ülke olarak bu konularda şimdiden AR-GE çalışmalarına başlanılması yeni teknolojilerin elektrikli araçlar gibi havacılık sektöründe de araştırılıp geliştirilmesi ve elde edilen tecrübelerin İHA ve SİHA’larda kullanılmaya başlanmasında büyük fayda olduğu da bir başka gerçektir.
Bu tür motorlar sadece uçak ve arabalarda kullanılmamakta aynı zamanda gemi ve denizaltı sistemlerinde de kullanılmaktadır.
Hatta bu tür motorlar ile yakın gelecekte güneş ve dalga enerjisi ile üretilecek enerjiden doğalgaz ile çalışan ve sanayide elektrik üreten turbo fan motorlar yerine hidrojen ile çalışan ve elektrik üreten motorlarla enerji üretimini sağlayabilir, bu şekilde sanayimizin ve şehirlerimizin elektriğine katkıda bulunabiliriz.
Faydalanılan kaynaklar:
