Kompresörsüz hidrojen türbini NASA’nın rekorunu kırdı: 303 saniye çalıştı

Alman araştırmacılar, mekanik bir kompresöre ihtiyaç duymadan çalışan yeni nesil hidrojen gaz türbiniyle tarihi bir başarıya imza attı. NASA'nın önceki rekorunu geride bırakarak 303 saniye boyunca kesintisiz çalışan bu teknoloji, elektrik üretiminde ve havacılık sektöründe devasa bir enerji tasarrufu vaat ediyor.

Yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretilebilen yeşil hidrojen, küresel sanayinin karbonsuzlaşma hedeflerinde kilit bir rol oynuyor. Ancak hidrojeni verimli bir şekilde elektriğe dönüştürmek mühendislik açısından büyük zorluklar barındırıyordu. KIT Termal Enerji Teknolojisi ve Güvenliği Enstitüsü (ITES) araştırmacıları, bu zorluğu aşarak fosilsiz bir enerji sistemi için dönüm noktası niteliğinde bir teknoloji geliştirdi.

NASA'NIN REKORU TARİHE KARIŞTI

Daha önce gerçekleştirilen benzer testlerde, yanma odalarının aşırı ısıdan erimesini önlemek için türbinler yalnızca saniyenin çok küçük bir bölümü kadar çalıştırılabiliyordu. KIT ekibi, devrim niteliğindeki basınç artışı sağlayan yanma teknolojisi sayesinde çalışma süresini 5 dakikanın üzerine çıkardı.

Sistem, tam 303 saniye boyunca istikrarlı bir şekilde çalışarak NASA'nın elinde bulundurduğu 250 saniyelik önceki dünya rekorunu büyük bir farkla aştı.

YÜZDE 50 ENERJİ TASARRUFU: KOMPRESÖRE VEDA

Geleneksel enerji santrallerinde veya uçak motorlarında kullanılan standart gaz türbinleri, verimli bir yanma için havayı yüksek basınca sıkıştırmak zorundadır. ITES Direktörü Profesör Daniel Banuti, bu durumun yarattığı verimsizliği şu sözlerle özetliyor: "Geleneksel bir gaz türbini, havayı sıkıştırmak için ürettiği gücün yaklaşık yüzde 50'sini tüketir. Bu güç, elektrik üretimi için kullanılamaz ve boşa gider."

Geliştirilen yeni türbin ise ateşlemeden önce havayı mekanik olarak sıkıştırmak için ekstra enerjiye ihtiyaç duymuyor. Sistem, gerekli olan yüksek basıncı hareketli parçalar (kompresörler) yerine, yanma odası içindeki patlama dalgaları ve akışkan-mekanik kararsızlıklar yoluyla kendiliğinden üretiyor.

HAVACILIK VE SANAYİ İÇİN YENİ BİR DÖNEM

Basınç artışıyla yanma prensibine dayanan bu kompresörsüz sistemin sanayi ve teknoloji dünyasına sunacağı başlıca avantajlar şunlar:

• Daha az hareketli parça: Mekanik kompresörün ortadan kalkmasıyla türbinler hafifliyor, arıza riski ve bakım maliyetleri düşüyor.
• Yüksek verimlilik: Üretilen enerjinin yarısının içeride tüketilmesinin önüne geçilerek doğrudan şebekeye veya itiş gücüne aktarımı sağlanıyor.
• Hidrojen uyumluluğu: Hidrojenin son derece hızlı tepkimeye girmesi, bu türbinlerde istikrarlı basınç artışlarına olanak tanıyarak teknolojinin verimini zirveye taşıyor.

ELEKTRİK ÜRETİMİNDE İLK BAŞARI

Bu yoğun ve hızlı yanma sürecinden elde edilen gücü türbine istikrarlı bir şekilde aktarmak, projenin en büyük mühendislik engeliydi. Araştırma ekibi, bu zorluğu aşarak dünyada ilk kez kompresörsüz bir hidrojen gaz türbini ile başarılı bir şekilde elektrik üretmeyi başardı. Bu gelişme, daha hafif, daha uygun maliyetli ve ultra verimli santrallerin ve uçak motorlarının önünü açıyor.