Erhan Demircioğlu

HİDROJEN SÜLFÜRDEN ENERJİ ÜRETİMİ

Literatürde en basit hidrojen üretme metodu suyun elektrolizi olarak geçmektedir. Fakat sudan hidrojenin elektroliz ile elde edilmesi için hem uzun bir zamana hem de çok fazla enerjiye ihtiyaç vardır. Bunun nedeni moleküldeki hidrojen ve oksijen arasındaki bağın sağlamlığıdır. Bu çalışmada, hidrojen üretimine alternatif bir çözüm olarak hidrojen sülfür içeren deniz suyundan elektroliz yöntemiyle hidrojen üretilmesi önerilmektedir. Hidrojen sülfürden hidrojen eldesi suya göre 3,235 kat daha karlı olduğundan daha kısa sürede ve daha az enerjiyle hidrojen üretmek mümkündür. Çünkü moleküldeki hidrojen ve kükürt arasındaki bağ su molekülündeki bağa oranla daha zayıftır.

Türkiye’nin hidrojen üretim kapasitesine baktığımızda ilk göze çarpan veri Karadeniz’deki hidrojen sülfür oluşumudur. Karadeniz’in hidrojen sülfürce zengin bölgesi yaklaşık 50 m kalınlığında bir katmandır. Bu katman, deniz yüzeyinde başlayıp 200 m derinliğe ulaşan oksijenlenmiş bölge ile anoksit bölge arasında yer alır. 200 m derinlikten sonra oksijenin yerini hidrojen sülfür almaktadır. Deniz dipleri gibi havasız ortamlarda biriken SO2 ise anaerobik bakteriler tarafından parçalanarak H2S gazı üretmektedir.

T20 oC sıcaklıkta saf sudaki çözünürlüğü 2.7 L olan hidrojen sülfürün sudaki çözünürlüğü su sıcaklığının bir derece artmasıyla % 2.5 azalmaktadır. pH = 7.0 - 8.0 aralığında ortamdaki iyonize olmamış H2S konsantrasyonunda ani azalma gözlenir. Çözünmüş H2S in bir kısmı sıvı fazdan gaz faza geçer. Düşük pH değerlerinde sülfür hidrojen sülfür halinde bulunmaktadır.

Elementlerinden de elde edilen hidrojen sülfür laboratuvarda demir sülfür üzerine hidrojen klorür etki ettirmekle elde edilir. 10 g FeS ile 50 mL %15 HCl tepkimesi sonucunda H2S gazı elde edilebilmektedir.

Yöntem

Bu çalışmada hidrojen sülfür potansiyelinin yüksek olduğu 1000 metre derinlikteki tabakadan yüzeye deniz suyunun pompalanması önerilmektedir.

1000 metre derinlikten yüzeye çıkarılan deniz suyundan hidrojen sülfürü ayırmak için ayrıştırma kulesi kurulması öngörülmektedir.

Etanolamin tankından çıkan saf H2S gazı soğutucu yardımı ile sıvı faza geçirilir ve elektroliz için alkali hidrojen jeneratörüne gönderilir. Elektroliz için gereken enerji ise yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, rüzgar, vb.) ile sağlanır. Elektroliz sonucunda hidrojen (H2(g)) ve kükürt (S2(g)) gazları oluşur. Kükürt gazı soğutucudan geçirilir ve sıvı faza dönüştürülerek endüstriyel faaliyetlerde kullanılması sağlanır.

Ayrıştırılan hidrojen gazı ise metal hidrür hidrojen depolama tüpünde depolanır. Depo edilen hidrojen gerektiğinde yakıt hücresinden geçirilerek elektrik enerjisi üretilir. Üretilen elektriğin yanında su (H2O) oluşumu da gözlenir. Depolanan hidrojen gazı elektrik ve su üretmenin yanında ocak, fırın ve ısıtma sistemlerinde yakıt olarak kullanılabilecektir.

Karadeniz’de bulunan toplam 1469 milyon ton H2S potansiyelinden elde edilen 270 milyon ton toplam hidrojen potansiyeli kullanılarak 38.3 milyon TJ’lik termal enerji veya 8.87 milyon GWh elektrik enerjisi elde edilmesi mümkündür. Bu hidrojen miktarı 808 milyon ton benzin, 766 milyon ton doğal gaz, 841 milyon ton fueloil, 851 milyon ton doğal petrole eşittir. Sonuç olarak bu değerler, Türkiye, Bulgaristan, Ukrayna, Rusya, Gürcistan ve Romanya gibi bölge ülkelerini Karadeniz’in dip sularından hidrojen enerjisi üretmek için cesaretlendirmekte ve yatırıma yönlendirmektedir. Bu şekilde bölge ülkelerinin enerji ihtiyacının kısmi olarak giderilmesi ve hidrojenin Avrupa ülkelerine taşınması mümkündür.

Kükürdün Kullanım Alanları

Ham kükürdün büyük bölümü, kükürt dioksit gazı, sülfirik asit, karbon sülfür, tiyosülfat vb. üretiminde kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra birçok kullanım alanıda vardır.

Demircioğlu'na abone olun

En son gönderileri doğrudan gelen kutunuza alın