Yeşil hidrojen, günümüzde benzin, dizel, kerosen veya ağır yağın kullanıldığı sürdürülebilir bir alternatiftir. Aynı zamanda, uzun menzillerin olağan konforunu ve hızlı yakıt ikmalini sunar. Yakıt hücreleri, yüksek verimlilikle karakterize edilir ve motorlarda ve türbinlerde hidrojenin doğrudan yanmasının aksine, su buharı dışında emisyona neden olmaz. DLR, mobil kullanım için hem özel yakıt hücreleri hem de yenilikçi hidrojen tankları geliştirir ve bunları arabalar, otobüsler, kamyonlar, (kargo) bisikletler, trenler, uçaklar veya gemiler gibi ilgili genel sistemlere entegre eder. Uzun mesafelerde ağır yüklerin taşınması söz konusu olduğunda, hidrojen bazlı tahrik çözümlerinin akü konseptlerine göre belirgin avantajları vardır.
Karayolu, demiryolu, hava ve deniz için sürdürülebilir hidrojen hareketliliği
Özel taşımacılık için yakıt hücreli araçlar halihazırda piyasada mevcuttur. DLR uzmanları pazarlarını ve uygulama potansiyellerini analiz eder. Yakıt hücreli trenler, havai hatların olmadığı güzergahlarda dizel vagonlara emisyonsuz bir alternatiftir. Bir çalışmada DLR, hibrit tahrik konseptlerine sahip tren pazarını inceledi ve raylı araç üreticisi Alstom ile birlikte dünyanın ilk yakıt hücreli çoklu birimini geliştirdi ve test etti. Bunu daha fazla tren ve test bölgesi takip edecek. Yakıt hücreli ilk otobüsler, pilot projelerde zaten yollarda ve birçok üretici bu tip sürüşe sahip kamyonlar geliştiriyor.
Diğer bir odak noktası, gemilere enerji sağlamak için hidrojenin kullanılmasıdır. Uzmanlar, örneğin bir gemide sevk için elektriğe ve aynı zamanda yükü soğutmak için soğuğa ihtiyaç duyulduğunda, hizmet ömrü, günlük kullanıma uygunluk ve bu tür sistemlerin özellikle verimli entegrasyonu gibi konuları araştırıyorlar. DLR ayrıca deniz tahrik sistemlerini incelemek için şirketler ve araştırma enstitüleri ile birlikte çalışıyor.
Havacılıkta hidrojen, modifiye edilmiş gaz türbinlerinde yakıt olarak kullanılabilir. Bu, özellikle büyük uçak sınıfları için ilginçtir, ancak havacılığa uygun hidrojen depolama sistemlerinin ve yeni yanma odası sistemlerinin geliştirilmesini gerektirir. Yakıt pilleri ve elektrikli tahriklerle uçmak şimdiye kadar çok karmaşık bir teknik zorluğu temsil etti, ancak özellikle sessiz, verimli ve emisyonsuz olmayı vaat ediyor. Ek olarak, hidrojen bazlı sıvı sentetik yakıtlar, uçmayı önemli ölçüde daha sürdürülebilir hale getirebilir. Gelecekte, kullanımları sadece havacılıkta değil, aynı zamanda geleneksel tahriklerin piller veya yakıt hücreleri gibi iklim dostu alternatiflerle kolayca değiştirilemediği yerlerde de talep görebilir. Tahrik bileşenlerinin ve altyapısının genellikle yalnızca biraz uyarlanması gerekir. Bu tür iklim nötr yakıtların kimyasal-fiziksel özellikleri ile performansları, bileşimleri ve ekonomik üretim yöntemleri enstitüler genelinde incelenir.
Proje örnekleri:
Elektrik, ısı ve endüstri için yeşil hidrojen
Enerji sektörü de gelecekte enerji kaynakları arasında çok yönlü yeteneklerden yararlanabilir. Yakıt hücreleri ve gaz türbinleri ile kontrol edilebilir elektrik ve kontrol edilebilir ısı üretilebilir. Her ikisi de, dalgalanan yenilenebilir kaynaklara dayanan yarının enerji sisteminde merkezi bir gerekliliktir. Bu şekilde, tüketim zirveleri dengelenebilir. Mümkün olan en yüksek verimlilik düzeyine ulaşmak önemlidir.
Halihazırda çok verimli çalışan gazla çalışan enerji santrallerini hidrojene dönüştürmek için yalnızca küçük ayarlamalar yapılması gerekiyor. DLR şu anda türbin ve elektrik santrali üreticileriyle birlikte yakıt esnekliği alanında araştırmalar yürütüyor ve doğal gaz ve hidrojen karışımlarını mümkün olduğunca istikrarlı ve mümkün olduğunca az emisyonla yakmak için konseptler geliştiriyor. Ayrıca bilim adamları, hidrojen teknolojilerinin endüstriyel uygulanabilirliği üzerinde çalışıyorlar: Gaz türbini enerji santrallerinde hidrojen kullanımına ek olarak, rejeneratif olarak üretilen hidrojen, örneğin çelik üretiminde veya amonyak sentezinde indirgeyici bir madde olarak kullanılabilir.
Proje örnekleri:
Karayolu, demiryolu, hava ve deniz için sürdürülebilir hidrojen hareketliliği
Özel taşımacılık için yakıt hücreli araçlar halihazırda piyasada mevcuttur. DLR uzmanları pazarlarını ve uygulama potansiyellerini analiz eder. Yakıt hücreli trenler, havai hatların olmadığı güzergahlarda dizel vagonlara emisyonsuz bir alternatiftir. Bir çalışmada DLR, hibrit tahrik konseptlerine sahip tren pazarını inceledi ve raylı araç üreticisi Alstom ile birlikte dünyanın ilk yakıt hücreli çoklu birimini geliştirdi ve test etti. Bunu daha fazla tren ve test bölgesi takip edecek. Yakıt hücreli ilk otobüsler, pilot projelerde zaten yollarda ve birçok üretici bu tip sürüşe sahip kamyonlar geliştiriyor.
Diğer bir odak noktası, gemilere enerji sağlamak için hidrojenin kullanılmasıdır. Uzmanlar, örneğin bir gemide sevk için elektriğe ve aynı zamanda yükü soğutmak için soğuğa ihtiyaç duyulduğunda, hizmet ömrü, günlük kullanıma uygunluk ve bu tür sistemlerin özellikle verimli entegrasyonu gibi konuları araştırıyorlar. DLR ayrıca deniz tahrik sistemlerini incelemek için şirketler ve araştırma enstitüleri ile birlikte çalışıyor.
Havacılıkta hidrojen, modifiye edilmiş gaz türbinlerinde yakıt olarak kullanılabilir. Bu, özellikle büyük uçak sınıfları için ilginçtir, ancak havacılığa uygun hidrojen depolama sistemlerinin ve yeni yanma odası sistemlerinin geliştirilmesini gerektirir. Yakıt pilleri ve elektrikli tahriklerle uçmak şimdiye kadar çok karmaşık bir teknik zorluğu temsil etti, ancak özellikle sessiz, verimli ve emisyonsuz olmayı vaat ediyor. Ek olarak, hidrojen bazlı sıvı sentetik yakıtlar, uçmayı önemli ölçüde daha sürdürülebilir hale getirebilir. Gelecekte, kullanımları sadece havacılıkta değil, aynı zamanda geleneksel tahriklerin piller veya yakıt hücreleri gibi iklim dostu alternatiflerle kolayca değiştirilemediği yerlerde de talep görebilir. Tahrik bileşenlerinin ve altyapısının genellikle yalnızca biraz uyarlanması gerekir. Bu tür iklim nötr yakıtların kimyasal-fiziksel özellikleri ile performansları, bileşimleri ve ekonomik üretim yöntemleri enstitüler genelinde incelenir.
Proje örnekleri:
- ILint– Dünyanın ilk hidrojen treni
- SLRV – Yüksek verimli hidrojen yakıt hücresi tahrikine sahip Güvenli Hafif Bölgesel Araç
- HY4 – HY4, yalnızca bir hidrojen yakıt hücreli pil sistemiyle çalışan dünyanın ilk dört koltuklu yolcu uçağıdır.
- Geleceğin Yakıtları – DLR kesitsel projesi, sentetik yakıtları araştırır.
Elektrik, ısı ve endüstri için yeşil hidrojen
Enerji sektörü de gelecekte enerji kaynakları arasında çok yönlü yeteneklerden yararlanabilir. Yakıt hücreleri ve gaz türbinleri ile kontrol edilebilir elektrik ve kontrol edilebilir ısı üretilebilir. Her ikisi de, dalgalanan yenilenebilir kaynaklara dayanan yarının enerji sisteminde merkezi bir gerekliliktir. Bu şekilde, tüketim zirveleri dengelenebilir. Mümkün olan en yüksek verimlilik düzeyine ulaşmak önemlidir.
Halihazırda çok verimli çalışan gazla çalışan enerji santrallerini hidrojene dönüştürmek için yalnızca küçük ayarlamalar yapılması gerekiyor. DLR şu anda türbin ve elektrik santrali üreticileriyle birlikte yakıt esnekliği alanında araştırmalar yürütüyor ve doğal gaz ve hidrojen karışımlarını mümkün olduğunca istikrarlı ve mümkün olduğunca az emisyonla yakmak için konseptler geliştiriyor. Ayrıca bilim adamları, hidrojen teknolojilerinin endüstriyel uygulanabilirliği üzerinde çalışıyorlar: Gaz türbini enerji santrallerinde hidrojen kullanımına ek olarak, rejeneratif olarak üretilen hidrojen, örneğin çelik üretiminde veya amonyak sentezinde indirgeyici bir madde olarak kullanılabilir.
Proje örnekleri:
- Güneşten Sıvıya – SUN-to-LIQUID projesinde izlenen yaklaşım, H’den hidrokarbonlara dayalı sıvı yakıtlar üretmek için konsantre güneş enerjisi kullanır.2O ve CO2 sentezlemek.
- HyBurn – HyBurn projesi (gelişmiş ölçüm ve simülasyon yoluyla gaz türbinleri için hidrojenle zenginleştirilmiş brülör teknolojisinin sağlanması), yanmaya hidrojen eklenmesinin etkilerini ve dolayısıyla gaz türbinlerinin yanma odası tasarımını araştırıyor.
- HYFLEXPOWER – HYFLEXPOWER (Tamamen yenilenebilir bir Avrupa POWER sistemi için FLEXible enerji depolaması olarak HYdrogen) ortak projesinde, endüstriyel ölçekte bugüne kadarki en büyük elektrik-hidrojen döngüsü tesisi, 12 megavatlık bir pilot enerji santralinde inşa ediliyor.
- MENAfuels – MENAfuels projesi, Orta Doğu ve Kuzey Afrika bölgesinin (Kuzey Afrika ve Orta Doğu) Almanya’ya (ve AB’ye) sentetik yakıtlar veya bunların öncüllerini tedarik etmede ne ölçüde stratejik olarak önemli bir ticaret ortağı olabileceğini analiz ediyor.
- LifetimeINH5000 – 5kW PEM yakıt hücresi kombine ısı ve elektrik santralinin ömrünü ve verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için çözümler araştırın.