Oops! It appears that you have disabled your Javascript. In order for you to see this page as it is meant to appear, we ask that you please re-enable your Javascript!

Elektrikli Araçlar Gücünü Nereden Alacak?

Trafiğin planlanan ölçüde elektrik enerjisine dönüşü­mü kaynak problemini de beraberinde getiriyor. Yıl­lık 500,000 adet üretilmesi planlanan Tesla model 3’in 60 kilovat kapasiteli pili bile ekstra lityum ihtiyacı doğur­makta. Lityum yeryüzünde en yaygın bulunan elementler­den biri olmasına karşın, sadece çoğu Güney Amerikada bu­lunan tuz göllerinden çıkartabilmekte. Bilinen Lityum rezervleri dünyadaki tüm araçları bu enerjiyle hareket etti­rebilecek kapasitede değil. Buna karşın araba firmaları he­nüz bir alternatifle ortaya çıkmış değiller. Kullanıcı cephesinde de birçok yanıtlanmamış soru bulunmakta. Örneğin tatil zamanlarında benzinlikte uzun kuyruklar görebilmek mümkün. Petrol tüketen araçlar ortalama 15 dakikada do­lum yapabilirken, örneğin, Tesla bile neredeyse 45 dakikada %8o pil dolumu yapabilmekte. Bu alanda en iyi teknolojiye sahip Porschede ise durum 350kW’a kadar 800 volt. Araçla­rın 500 kmde bir dolum yapması gerektiğini düşünürsek, benzinlik ve dolum tesislerinde trafiğin yola da yansıyaca­ğını rahatlıkla öngörebiliriz.

Enerji depolama burada anahtar kelime. Avrupa enerji pastasında yenilenebilir enerji payı git gide artan bir trend izlemekte. Değişen hava koşulları rüzgar ve güneş enerji­sinin depolanamayacak seviyelere çıkarabilirken, ertesi gün ihtiyaç duyulan seviyenin altına da indirebiliyor. Araçlar bu sorunu sadece daha çok sayıda ve büyük piller­le aşabilir. Güç ihtiyacını elektrikle karşılayarak dünyada­ki CO2 oranını azaltma fikri kaybetmeye mahkûm mu? Fo­sil kaynakların gerçekten de alternatifi yok mu? Üç şirketin buna cevabı: Hayır.

Yakıcı E-gaz

Bugünlerde Audi, dizel skandalinin başlıklarını süslemek­te. VW bağlı kuruluş, gözlerden uzak şekilde CO2 miktarı­nı büyük oranda düşürecek bir teknik üzerinde çalışmak­ta: markanın g-tron modellerinin enerji kaynağı rüzgar türbinleri ve güneş pilleri. Audi g-tron petrol yerine doğal gazla çalışan, içten yanmalı bir motor türü. Bu kaynağın motorlarda uygulanabileceği zaten bilinen bir gerçekti: İçeriğinde elektrik enerjisi, suyu hidrojen ve oksijene ayı­ran bir hidroliz tesise akmakta. Hidrojen buradan direkt olarak aracın yakın tankına dolduruluyor. Audi bu tür güç karbüratörlerinin endüstriyel ölçüde üretiminin yapabile­ceğine inanmakta.

h-trons ile Audi, zaten kullanıma hazır yakıt hücreli prototiplere sahip. Honda. Hyundai ve Toyota da yakıt hücreli araç filosuna sahip firmalar. Buna karşın bu tür yakıt hücreli araçların yakın zamanda seri üretime geçme­si beklenmemekte: şuan için gerek duyulan teknolojinin maliyeti oldukça yüksek ve yerine kullanılabilecek bir tek­noloji bulunmamakta.

Bu yüzden Audi tesisinin atması gereken bir adım da­ha bulunmakta: hidrojeni karbon dioksit ile yeniden şekil­lendirerek. metan gazı elde etme. Bu yeniden şekillendir­me işlemi enerji tüketmekte, fakat metanı bu amaç için kullanma altyapısı zaten bulunuyor. CNG (Sıkıştırılmış Doğal Gaz, sıvı yakıt LPG ile karıştırmayın) yakıt pompa­ları doğal gaz ağlarına bağlı ve Audi kullanıcıları Audi g-tron modellerini bu pompalardan gazla doldurabilirler.

Audi, g-tron filosunun gaz tüketiminin, şirket adına Werlte’de (Emsland) faaliyet gösteren karbüratör ünitesi tarafından kapsanmasını garanti etmekte. Bu Audi araçlar fiilen CO2 с salınımı yapmadan çalışmakta. Şirket e-gazın fiyatı hakkında herhangi bir bilgi vermese de. normal do­ğal gazın birkaç katı fiyatta olacağını öngörmek hiç de zor değil.

İlk bakışta Audi prosedürünün enerji dengesi felaket bir görünüme sahip: hidroliz ile hidrojen üretimi yaklaşık %75 verimliliğe sahip. Bunun büyük bir oranı maddenin metana dönüştürülmesinde harcanmakta. İçten yanmalı motor ise modern petrol modellerle aynı verimlilikte çalış­makta: Ortalaması %зо. %20den daha az enerji itme için ayrılmakta. Lityum pilli elektrik arabalarına kıyasla (%60 ila 70). g-trom modellerde kayıp oldukça fazla ve gaz mo­torları karmaşık bir egzoz temizleme sistemine sahip. Artı elektrik üretiminde ise verimlilik herhangi bir maliyeti ol­madığı için ikinci planda. Besleme modeli aynı zamanda yakıt hücreli hidrojen araca da çevrilebilmekte ki bu du­rumda verimlilik iki katına çıkıyor.

Akis hücreleri: bataryanın dolumu

Amerikan IFBattery şirkeri tamamen farklı bir yol izle­mekte: Indiana, Purdue Üniversitesinin müteşebbis şirketi olarak işe başlayan takımın lideri John Cushman. arabalar için akış hücre teknolojisi geliştirmeyi amaçlamakta.

Değiştirilebilir elektrolitler

Akış hücreleri, enerji tamponları olarak sektörde zaten kullanılmakta. Akış hücresinin çekirdeği her iki tarafında elektrolit çözeltisi bulunan, yarı geçirgen bir membran. İyonların yük taşıyıcısı olarak membran boyunca yayıl­masıyla da kullanılabilir bir elektrik voltajı oluşmakta. Bu elektriksel işlem tersine de çevrilebilmekte. Örneğin, vol- taj uygulayarak iyonları membranın tersi yönünde hareket ettirebilirsiniz: böylelikle elektrolit çözelti şarj edil­mekte.

Prensipte elektrokimyasal işlem klasik pillerdekiyle oldukça benzer. Akış hücrelerini ayrıldığı nokta ise elekt­rotlar ve membranın elektrolit ile reaksiyona girmemesi. Akış hücresinin kapasitesi hücre bileşenlerine değil, sade­ce elektrolit arzına bağlıdır ve harici sıvı tanklarından beslenir. Endüstriyel ortamlarda ise bu tankların yerini içerisine bir binayı sığdırabileceğiniz konteynerler almak­ta. Mobil uygulamaları içinse erişilebilir enerji yoğunluğu çok düşük: litre başına maksimum 80 watt-saat enerji de- polanabilmekte. Sadece e-Golf un pil kapasitesi (35 kWh) için 440 litre sıvıya ihtiyaç duyulmakta: dahası Golf per­formansında bir akış hücresinin boyutu oldukça büyük. Çinko bromlu elektrolitler toksiktir ve organik maddeler­den yapılan membranları korozyona uğratır. Bu da öngö­rülen kullanım ömrünü oldukça düşürmekte. Tüm bunla­ra karşın tekniği araç sürüş sistemlerine adapte etme uğraşları yıllardır devam etmekte. 2009 da bile Fraunhofer ICT, oyuncak boyutunda akış hücresiyle çalışan bir aracın tanıtımını gerçekleştirmişti.

Purdue Üniversitesi ndeki araştırmacılar bildirdikleri­ne göre bu alanda birçok gelişme kaydedilmiş: Elektrolit­ler için zehirli bileşenler yerine “basit” hammadde kullanı­mı zorunlu. Elektrik işlemi sırasında korozyona uğramamış hücre zarı yerine gözenekli bir madde kullanıl­makta. Son olarak, tam bir rakam vermeden, enerji yoğun­luğunun önemli ölçüde arttırılmasını gerektiğini belirti­yorlar. Araçlara uygulanması noktasında boşalan elektrolitler tüketilip, yüklü elektrolitlerle değiştirilebilir.

IFBattery, var olan altyapının bu amaç için kullanılabilece­ği görüşünde: Sıvıların doldurulması, tankerler ve yakıt is­tasyonları aracılığıyla organize edilecek. Yeniden şarj işle­mi doğrudan rüzgâr veya güneş enerjisi tesislerde kayıp / kaçak olmaksızın gerçekleşecektir. Tüm bunlara karşın, ev­deki elektrik prizinde bile aracı şarj edebileceksiniz. Bu minvalde mineral yakıtla beslenen trafiğin avantajları (is­tenilen mesafeler) elektrikli araçlarınki (emisyonsuz, evde şarj ) ile eşitlenmekte.

nanoFlowcell: Bir adım ötesi

Elektrolitin tam yapısı henüz bilinmemekte. Nunzio La Vecchia tarafından kurulan şirket “Quant” markasıyla oto­mobil fuarlarında alışılmışın dışında gösterilere imza at­makta: daha önce sadece güneş hücrelerinin entegre edildi­ği enerjiyle çalışan bir aracın tanıtımını yaptılar. Bugün ise Ouant prototipleri Çuantino ve Quant FE içerisinde üretici izlerini taşıyan akış hücreleri bulunmakta. Tamamen non-toksit olmayan, fakat mevcut materyallerle düşük üc­retle yüksek miktarlarda üretilebilen, bi-ION olarak adlan­dırılan elektrolit sıvılar tanklarda muhafaza edilmekte. Enerji yoğunluğunun litre başına yaklaşık 600 Wh olması gerekmekte. Örneğin, en büyük Tesla pilinin (ıoo kWh) ka­pasitesi ile 170 litrelik tank üretilebilir. nanoFlowcell ile mevcut benzin istasyonu ağı temelinde, basit bir yakıt te­dariki sağlanabilir.

Diğer tüm geliştiricilerin akış hücrelerinin aksine. Qu- ant araçların elektrolit sıvı kullanması beklenmekte. Çözü­nen mineraller 10.000 kilometrede bir temizlenen filtreye aktarıldığı için araç egzozundan sadece temiz su buharı dı­şarı salınmakta.

Etrafını saran gizem bulutu ise nanoFlowceH’in kredi- bilitesini düşürmekte: Almanya kayıtlı prototipler İsviçre yollarında üçüncü parti gözlemcileri olmadan test edilmek­te. Teknik tarih ise gerçekçi değil: Çuantino prototiplerinin bir varyantı supercap teknolojisinde 10 kWh tampon kul­lanmalı (şu anki supercap’lerdea bu kapasitenin bir tondan ağır gelmesi gerekiyor). En yeni Çuantino prototipi ise 80 kW ile ıoo km/h hıza beş saniyenin altında çıkmakta (ki bu rakam 1,200 kg ağırlığa sahip bir araç için imkânsız). “Bü­yük” Quant FE içinse, üreticisi 380 km/h maksimum hız ön­görmekte ki hesaplarımıza göre böyle bir performans için 30 kW’lık bir akış hücresinin kullanımı gerekiyor.

nanoFlowcell’in tutarlı olup, olmayışı bir yana: Birkaç makale yazarı (Auto Motor, Sport ve Focus Online’dan) Qu- ant prototipleri sürme şansına erişti. Araçlar hakkında yo­rumları ise şu şekilde: Araçlar kesinlikle elektrik motorlu. İsviçre yollarında tüm öğleden sonra test sürüşleri yapma şansı bulduk: sadece prototip olsalar bile, araçlar yüksek kalitede üretilmiş.

nanoFlowcell’in Japon mühendisler tarafından test sü­rüşüne çıkarıldığı da bildirilmekte. Hiç depo doldurulma­dan 1,000 km kat edilmiş. Quantinodaki akış hücresi hız­landırıcı tarafından direkt olarak kontrol edilebildiği için bağlı tampon depoya ihtiyaç duymamakta. Eğer nanoFlow- cell’in iddia ettikleri doğruysa, şu an için daha temiz, devam ettirilebilir ve cüzi bir alternatifi bulunmamakta.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Güvenlik Kodu * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.