Dünyada kullanılan yakıtlardan fosil kaynaklı olan petrol ve türevlerinden hala vazgeçilebilmiş değildir. Bu kaynaklar ise çevreye zararlı ve sınırlıdır. Sonuç olarak, dünya yenilenebilir enerji kaynaklarına doğru kayması kaçınılmazdır. Temiz enerji kaynaklarından hidrojen ise bol bulunması ile en iyi seçeneklerden biridir. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerji ile üretilen hidrojen “yeşil hidrojen” olarak isimlendirilir ve iklim değişikliği ile mücadelede karbon salınımına neden olmamasından dolayı en etkili araç olarak karşımıza çıkmaktadır.
Peki, “Yeşil hidrojen” nedir?
Küresel karbonsuzlaşma hedefleri doğrultusunda üretilen ve kullanılan yeşil hidrojen, çevreye karbon salınımı yapmamak için yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilir. Bu sayede ekosistem üzerinde hiçbir olumsuz etki bırakmaz.
Hidrojen gazının taşınmasında ve depolanmasında güvenlik riskleri üst düzeydedir. Güvenli ve uygun maliyetli hidrojen algılama (sensör) teknolojileri geliştirilmesi gerekmektedir. Bu hidrojen sensörlerinde aktif katman olarak genellikle organik bir yarı iletken kullanılır.
Hidrojen sensörlerinin yapısı ve çalışma prensibi
Sensör, fotolitografi kullanılarak oluşturulmuş iç içe geçmiş platin elektrotlara sahiptir. Üst katman, spin kaplama veya baskı tekniği ile uygulanan polimerik bir organik yarı iletkenden oluşmaktadır. Organik sensör, ortam havasındaki oksijenin p-doping etkisiyle çalışmaktadır ve hidrojenin varlığı bu etkiyi tersine çevirerek elektrik akımında bir değişime neden olmaktadır.1
Araştırmaya ait sensörün algılamadaki hassasiyetinin yüksek olması, tepki süresindeki hızı ve düşük güç tüketiminin düşük olması ile ön plana çıkmaktadır. Endüstriyel kullanımlarda gerekli olan geniş sıcaklık ve nem aralıklarında çalışabilir. Ayrıca, oda sıcaklığında 646 günden fazla bir süre çalışabilme yeteneğine sahip olmasından dolayı zaman yönetimi olarak avantajlı hale getirmiştir.
Gerçekçi algılama senaryolarında ticari bir hidrojen dedektöründen daha iyi performans gösterdiği kanıtladı. Bu durum, hidrojen sızıntılarının erken tespit edilmesini sağlayarak olası patlamaları veya yangınları önlemek için yaygın sensör ağlarında kullanılabileceğini gösteriyor.
Diatomik hidrojen (H₂), yüksek difüzyon hızı ve yüksek enerji yoğunluğu gibi benzersiz özellikleri sayesinde birçok alanda kullanım potansiyeline sahiptir. Enerji, ulaşım, petrol rafinasyonu, savunma, uzay, gıda ve ilaç gibi farklı endüstrilerde çeşitli uygulamalar için uygun bir seçenekler sunar.
Peki, hidrojeni yakıt olarak kullanmanın hiçbir sorunu yok mu?
Hidrojen son derece yüksek yanıcı bir yapıya sahiptir, olası bir kıvılcımla kolaylıkla tutuşabilir ve tehlikeli durumlar meydana getirebilir. Bu sebeple hidrojen üretiminde, hidrojenden elektrik enerjisi elde edilmesinde ve hidrojenin depolanması gibi konularda endişeler barındırır.2
Dolayısıyla olası sızıntıları erken uyarabilen hassas ve seçici hidrojen sensörlerine olan talep artmaktadır. Talepleri karşılamak için bu sensörlerin üretimi, uygun maliyetli daha az güç tüketen ve minimum çevresel etkiye sahip olmalıdır.
Daha da önemlisi, sensör çok ince ve esnek yapıda kullanılabilir, bu şekilde akıllı cihazlara entegre edilebilir.
Enerjideki vizyonu
Bu sensör, bütçeye uygunluk, güvenilirlik ve yüksek performans sağlandığında hidrojen teknolojisinde büyük bir dönüm noktası olabilir. Son yıllarda her alanda ergonomi ön plana çıkmaktadır. Günlük hayatta kullanılabilirliği toplumda yayılması ve aktif kullanılması için çalışmalar devam etmektedir.
Çok ince ve esnek yapıda üretilip, akıllı cihazlara entegresi sağlanan sensörler sanayide, evlerde günlük yaşamda ve ulaşım ağlarında güvenli bir şekilde kullanılabilir. Farklı senaryolar için sensör sistemlerinin uzun süreli ve kesintisiz çalışabilmesi adına çalışmalara yoğun bir şekilde devam ediliyor.
Hidrojen medyanın da ilgisini çekti!
Factiva medyada hidrojenin çekebileceği ilgi adına bir anket düzenledi. İngilizce haber kaynaklarındaki 108 yazının analizini yaptı. Bu makalelerin %70’i temiz enerji dönüşümünde insanların yenilenebilir enerji kaynaklarına olan düşüncelerini daha pozitif yönde değiştirdiğini hidrojenin ise bu düşüncelerinde pozitif bir rolü olduğuna yer verdi.
Kaynaklar