Hidrojen enerjisinin kullanım alanları nereleridir?

hidrojen enerjisi kullanım alanları

1. Hidrojen :
Ticari gübrelere azot bağlanmasında, katı ve sıvı yağların doyurulma işleminde (hidrojenasyon), metanol, amonyak ve hidroklorik asit gibi bileşiklerin eldesinde kullanılır. Kaynak yapımında, hidrojen balonlarını şişirmede ve petrolün işlenmesinde kullanılmasının yanında, şimdilik daha çok roketlerde olmak üzere yakıt olarak da kullanılır. "Hidrojen Yakıt Gözeleri", hidrojen gazından elektrik enerjisi eldesi için geliştirilmekte olan bir teknolojidir. Çevre dostu hidrojen, doğal gaz ve benzine alternatif olarak kabul edilmesinin yanında, kimyasal işlemlerde, metalürjide ve rafinerilerde de kullanılabilecek niteliktedir. Döteryum ve trityum izotopları da, nükleer fisyon ve füzyon işlemlerinde kullanılmaktadır.

2. Helyum (He):
Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede kullanımıyla bilinen helyum gazı; kaynakçılıkta, germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında, titanyum ve zirkonyum eldesinde, süpersonik rüzgar tünellerinde ve derin dalış tüplerinde de kullanılır. Ayrıca, düşük sıcaklık araştırmalarında ve nükleer enerji santrallerinde "soğutucu" olarak da önemlidir. Tüm elementler arasında, en düşük erime ve kaynama sıcaklıkları helyuma aittir. Makro ölçüde bile atomik özelliklerini göstermesi nedeniyle "kuantum sıvısı" olarak da adlandırılan ve ısı iletkenliği olağanüstü derecede yüksek olan sıvı helyum, manyetik rezonans görüntülemede (MRI) ve kanser teşhisi için MRE'de de kullanılır. Yakın zamanda, sıvı roket yakıtı sıkıştırmada da helyumdan faydalanılmaya başlandı.

3. Lityum (Li):
Seramik ve cam yapımında, pil üretiminde, yağlayıcı ve alaşım sertleştirici maddelerin bileşiminde, A vitamini sentezinde, nükleer santrallerde soğutucu görevinde ve roketlerde itici kuvvet sağlamada kullanılır. Katı elementler içinde en yüksek özgül ısı kapasitesine sahip olması nedeniyle, ısı iletiminde kullanılan sıvıların bileşiminde yer alır. Ancak, su ya da asit gibi çözücülerle karşılaştığında yüksek bir patlama ya da parlama özelliğine sahip olması ve özellikle sinir sistemi için zehirli etki göstermesi nedeniyle, dikkatli kullanılması gerekir. Bazı lityum bileşikleri, beyin rahatsızlıkları ve psikolojik hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçların içeriğinde yer alır.

4. Berilyum (Be):
Yüksek oranda ısı emebilme özelliği nedeniyle, hava ve uzay taşıtlarında, iletişim uydularında, nükleer santrallerde ve füze yapımında kullanılır. Ayrıca, hafif metal alaşımlarında, X-ışını tüplerinin pencerelerinde ve saat zembereklerinin yapımında da kullanılır. Yüksek bir erime noktasına sahip olması, hafifliği ve çelikten çok daha esnek bir metal olması nedeniyle, bilgisayar parçaları yapımında, jiroskoplarda ve inşaat sektöründe sık tercih edilen bir elementtir. Berilyumun bakır alaşımı da, kaynak yapımında, elektrik bağlantılarında ve elektrotlarda kullanılır. Zümrüt ve akuamarin, berilyumun değerli kristal formlarıdır. Berilyum ve tozları, zehirli olmalarının yanında, özellikle akciğerlerde kansere yol açabilmektedirler.

5. Bor (B):
Amorf bor, ayırt edici yeşil rengi için pirotekni (fişekçilik) alanında ve ateşleyici olarak roketlerde kullanılır. Tenis raketlerinin, nükleer santrallerde kullanılan regülatörlerin ve ısıya dayanıklı cam ürünlerinin yapımında da önem taşır. Borun en önemli ticari bileşiği, yalıtım amaçlı cam elyafının ve bir ağartıcı olan sodyum perboratın yapımında kullanılmaktadır. Diğer bor bileşikleri de, borosilikat camların yapımında kullanılır. Tekstil alanında önem taşıyan bir diğer bor bileşiğiyse, borik asittir. Elektriğe kaşı yalıtkan davranırken, bir metalinkine benzer ısı geçirgenliği gösteren boron nitrit bileşiği, aynı zamanda, karıştırıldığı herhangi bir maddeyi elmas sertliğine getirici özelliktedir. Titanyum ve tungsten ile birlikte kullanımı sonucunda, ağırlığı düşük ancak ısıya karşı dirençli alaşımlar elde edilir. Boron-10 izotopu, nükleer santrallerde ortamdaki nötronları hızla emerek tepkimeleri yavaşlatmak ya da durdurmak için, nükleer radyasyona karşı kalkan olarak ve nötron belirleyici aletlerde kullanılır. Yakın zamanda artrit (eklem iltihabı) tedavisinde kullanılmaya başlanan bor bileşikleri de umut vaat ediyor. Göz dezenfektanlarının bileşiminde de bor bulunuyor.

6. Karbon :
Tüm organik bileşiklerin yapısına giren karbon, sıvı yağların dehidrasyonunda (sudan arındırılmasında), ayrıca demir ve alaşımlarının işlenmesinde kullanılır. Çelik yapımında, nükleer tepkimelerin kontrolünde, lastiklerin renklendirilmesinde, plastik sanayinde, boya pigmentlerinin eldesinde ve yağlayıcı maddelerin yapımında da bu elementten yararlanılır. Kurşun kalemlerde kullanılan grafit formu ve elmas formu, karbon elementinin iki önemli allotropudur. Karbon-14 izotopu da, radyoaktif yaş tayininde kullanılır. Karbonun "fulleren" denen küre biçimli ya da "nanotüp" denen silindir biçimli molekülleri de, son yıllarda özellikle elektronik ve nanoteknoloji alanlarında devrimsel ilerlemeler sağlamaktadır.

7. Azot :
Standart sıcaklık ve basınç altında son derece kararlı olan ve atmosferin %78'ini oluşturan azot gazı, besinlerin ve kimyasalların saklanmasında kullanılır. Çok soğuk olan (-196°C) sıvı azotsa, çok düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi gereken dondurma işlemlerinde kullanılır. Sperm bankalarında spermlerin dondurularak saklanması, sıvı azotla gerçekleştirilir. Ticari olarak en çok değer taşıyan azot bileşiği amonyaktır (NH3). Güçlü bir çözücü olan amonyak, gübrelerin bileşiğinde bulunan ve plastik endüstrisinde de önemli yeri olan "üre" maddesinin eldesinde kullanılır. Azot, proteinler başta olmak üzere, organik bileşiklerin yapısında yer alan çok önemli bir elementtir. Azotun tüm bileşikleri, ya oksitleyici özelliktedirler, ya da güçlü birer reaktiftirler. Bu nedenle de, uygun koşullarda şiddetli tepkimeler verirler. Bunların arasında TNT (trinitrotoluen), ve amonyum nitrat sayılabilir.

8. Oksijen :
Bitkilerin ve hayvanların yaşamlarını devam ettirebilmeleri, solunum gazı olan oksijenin (O2) varlığına bağlıdır. Atmosferin %21'i, oksijen gazından oluşmaktadır. Hastanelerde, solunum rahatsızlıkları gösteren hastaların tedavisi için de oksijen gazı sıkça kullanılır. Ayrıca çelik üretiminde, kaynak yapımında, suyun saflaştırılmasında ve beton eldesinde de oksijen kullanılır. Paslanma da, oksijenin varlığında gerçekleşir.

9. Flor :
Flor ve bileşikleri, uranyum başta olmak üzere, çok sayıda ticari kimyasalın üretiminde kullanılır. Hidroflorik asit, aydınlatma ampullerinin camları üzerine yazı yazılması işleminde kullanılırken; son yıllarda ozon tabakası üzerindeki zararlı etkilerinden dolayı üretimi ve kullanımı sınırlandırılmaya çalışılan kloroflorokarbon gazları (CFC) havalandırma ve soğutma aygıtlarında kullanılır. Teflon içeriğinde de flor yer alır. Diş macunları içeriğinde bulunan florit, belirli bir oranın altında olduğu sürece, diş çürüklerinin oluşumunu önler. Element halindeki flor, yüksek özgül itici gücü nedeniyle, roketlerde itici kuvvet sağlamak amacıyla denenmektedir.

10. Neon (Ne):
Akla gelen ilk kullanım alanı renkli reklam aydınlatmaları olsa da; yüksek voltaj göstergelerinde, paratonerlerde, dalga metre tüplerinde ve televizyon tüplerinde de neon kullanılır. Gaz lazerlerinin yapımında, helyumla birlikte kullanılır. Sıvı neon, günümüzde ticari olarak elde edilebilmekte ve soğutucu olarak kullanılmaktadır.

11. Sodyum (Na):
Eczacılık, tarım ve fotoğrafçılık alanlarında sıkça kullanılır. Sokak aydınlatmalarında, pillerde, cam yapımında ve sofra tuzu (NaCl) eldesinde kullanılan önemli bir bileşendir. Sıvı sodyum, nükleer santrallerde soğutucu görevinde de kullanılmaktadır. Dünya kabuğunun %2.6'sını oluşturan sodyum, dünyada en bol bulunan altıncı elementtir ve alkali metaller arasında da en bol bulunanıdır. Buna karşın, doğada element halinde rastlanmaz ve kuru sodyum kloridin (NaCl) elektrolizi yoluyla elde edilir. Metal hali, esterlerin (oksijenli asitler ve alkollerin tepkimesi sonucu oluşan maddeler) ve çeşitli organik bileşiklerin eldesi için önemlidir. Çeşitli alaşımların yapılarının kuvvetlendirilmesinde ve dökme metallerin saflaştırılmasında kullanılır. NaK alaşımı, önemli bir ısı ileticisidir. Sodyum elementinin diğer önemli bileşikleriyse soda külü (Na2CO3), kabartma tozu (NaHCO3) ve sodyum nitrattır (NaNO3).

12. Magnezyum (Mg):
Fotoğraf makinelerinin gövde ve flaş kaplamalarında, işaret fişeklerinde ve yangın bombaları başta olmak üzere pirotekni alanında yoğun olarak kullanılır. Alüminyumdan üçte bir oranında daha hafif olması nedeniyle, alaşımlarından uçak ve füze yapımında faydalanılır. Eczacılık alanında önem taşıyan bileşikleri de vardır. İtici özellikteki bileşiklerin yapısına katılır. Döküm demir yapımında ve uranyum başta olmak üzere çeşitli metallerin tuzlarından saflaştırılması işleminde kullanılır. Şömine tuğlalarının, aydınlatma ampullerinin, renk maddelerinin ve filtrelerin yapımında da yeri vardır. Yeşil bitkilerde bulunan klorofil yapısında da yer alır.

13. Alüminyum (Al):
Çeşitli mutfak aletlerinin ve dekorasyon malzemelerinin ana yapım maddesidir. Bakır, magnezyum ve diğer metallerle oluşturduğu alaşımlar, saf halinden çok daha güçlü özelliklere sahiptir. Bu nedenle de bu tip alaşımlar; hafif ancak güçlü metallerin gerek duyulduğu, başta füze ve uçak yapımı olmak üzere, her türlü alanda kullanılır. Teleskop aynaları kaplamalarında ve dekoratif kağıtların yapımında da bu elementten yararlanılır. Elektrik iletkenliği bakırın yalnızca %60'ı kadar olsa da, hafif yapısı nedeniyle elektrik iletim hatlarında kullanılır.

14. Silisyum (Si):
Silisyum ya da silikon, kullanım alanı en geniş olan elementlerden biridir. Kum ve kil formu, beton ve tuğla yapımında kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda çalışma koşullarına çok dayanıklı bir elementtir. Silikat formuysa, mine, emaye ve çanak-çömlek yapımında önemlidir. Çeliğin bileşimine de katılır. Kusursuz mekanik, optik, termal ve elektriksel özellikler taşıyan en ucuz madde olan kum halindeki silika, camın da esas bileşenidir. Aşırı saf silisyum, bor, galyum, fosfor ya da arsenik ile güçlendirildiğinde; transistörler, güneş gözeleri ve doğrultucular gibi, elektronik endüstrisinde büyük önem taşıyan aygıtların yapımında kullanılan silikon karışımları elde edilir. Elektronik mikroçiplerin yapımında yarıiletken olarak kullanılır. Diatomlar ve radyolaryalar gibi omurgasızların dış iskeletlerinin yapısına katılması nedeniyle de, yaşamsal önem taşımaktadır. Bu dış iskeletler, daha sonra dibe çökerek, çeşitli kayaçların yapısına katılır. Bitkilerin ve insan iskeletinin yapısında da silisyum bulunur. Silikon karbid (SiC), bilinen en sert maddelerden biridir.

15. Fosfor :
Çeşitli alaşımların yapımına katılan fosfor, sodyum ampullerinin yapımında kullanılan camların eldesinde önemlidir. Fosforik asit, özellikle gübre eldesindeki kullanımıyla, son yıllarda tarım ve hayvancılıkta büyük önem taşır hale gelmiştir. Havai fişek, kibrit, deterjan ve diş macunu yapımında kullanılan fosfor, zararlılarla mücadelede kullanılan çoğu kimyasalın (pestisitlerin) bileşiminde de bulunur. Canlılarda hücre içeriğinin yaşamsal bir bileşeni olarak, özellikle sinir ve kemik dokuları için çok önemlidir. Kemik külünden elde edilen kalsiyum fosfat, kabartma tozunun yapısına katılan mono kalsiyum fosfatın eldesinde kullanılır. Trisodyum fosfat ise, suların yumuşatılmasında, temizlikte ve paslanmaya karşı kullanılan önemli bir fosfat bileşiğidir.

16. Kükürt :
Siyah barutun ve pillerin temel bileşenlerinden biri olan kükürt, mantar öldürücü kimyasalların (fungusitlerin) ve doğal kauçuğun yapımında kullanılır. Fosfat içerikli gübrelerin bileşimine de katılan kükürtün, ticari açıdan en fazla değer taşıyan bileşiği sülfürik asittir. Sülfit kağıdı başta olmak üzere çeşitli kağıtların yapımında, buharla dezenfekte işlemlerinde ve kurutulmuş meyvelerin ağartılmasında kullanılır. Yağların, vücut sıvılarının ve iskelet için gerekli minerallerin yapısında yer alması nedeniyle de, yaşamsal önem taşır.

17. Klor (Cl):
Dünyanın her yerinde, içme sularının dezenfekte edilmesinde kullanılır. Ayrıca, kağıt yan ürünlerinin, boya maddelerinin, tekstil ürünlerinin, petrol ürünlerinin, çeşitli ilaçların, antiseptiklerin, böcek öldürücülerin (insektisitlerin), çözücülerin, plastik ürünlerin ve çok çeşitli tüketim malzemelerinin eldesinde kullanılır. Kloroflorokarbonlar (CFC), kloratlar ve kloroform gibi çok çeşitli bileşiklerin yapısında yer alması nedeniyle, kimya endüstrisinde önemli yer tutmaktadır.

18. Argon (Ar):
Elektrikli aydınlatma ampullerinde ve floresan tüplerde kullanılır. Elektrik arklarıyla yapılan kesim ve kaynak işlemlerinde, ayrıca, silikon ve germanyum kristallerinin üretiminde koruyucu soygaz olarak kullanılır. Titanyum ve benzeri reaktif elementlerin eldesinde rol oynar. Radyasyon seviyelerini ölçen Geiger sayaçlarında da kullanılır.

19. Potasyum :
Bitkilerin gelişimi için çok önemli bir element olan potasyum, çoğu toprak tipinin bileşiminde yer alır ve gübrelerin yapısına da katılır. Cam, sabun, lens ve benzeri maddelerin yapımında, ayrıca yanıcı-patlayıcı maddelerin bileşiminde kullanılır. Sodyum ve potasyum alaşımı (NaK), iyi bir ısı ileticidir. Potasyumun çoğu tuzu, hem kimyasal hem de ticari açıdan önem taşır: örneğin, potasyum nitrat, potasyum karbonat, potasyum sülfat, vs.

20. Kalsiyum (Ca):
Toryum, uranyum ve zirkonyum gibi metallerin hazırlanmasında ve çeşitli alaşımların eldesinde kullanılır. Sıvı yağların dehidrasyonunda da kalsiyumdan yararlanılır. Canlıların kemik, diş, kabuk ve benzeri dış iskelet yapılarında yer alır. Bitkilerin bünyesinde de bulunur. Dünya kabuğundaki en bol beşinci element olması karşın, çok reaktif olması nedeniyle asla element halinde bulunmaz. Kireçtaşı, jips ve floritin yapısında da vardır.