1 kg hidrojen ile ne kadar mesafe kat edilir?

Hidrojen, kütlece en yüksek enerji yoğunluğuna sahip yakıtlardan biridir. 1 kg hidrojenin alt ısıl değeri (LHV) yaklaşık 33.3 kWh (120 megajul) enerji içerir. Ancak bu enerjinin ne kadar mesafeye dönüşeceği, kullanılan teknolojiye (yakıt hücresi verimliliği, araç ağırlığı, sürüş koşulları vb.) bağlıdır. Temel bir hesaplama için, modern bir hidrojen yakıt hücreli aracın ortalama enerji tüketimi 1 kg hidrojen başına 100 km kabul edilebilir. Bu, yakıt hücresi verimliliğinin %60 civarında olması ve aracın enerji ihtiyacına dayanır.

Günümüzdeki ticari hidrojen araçları, bu teorik değeri pratikte doğrular. Örneğin:

• Toyota Mirai: 1 kg hidrojen ile yaklaşık 100-110 km menzil.
• Hyundai Nexo: Benzer şekilde 1 kg hidrojen ile 100-120 km aralığında kat edebilir.

Bu araçlar, hidrojeni yakıt hücresinde elektriğe dönüştürerek elektrik motorunu çalıştırır ve enerji verimliliği yüksektir. Aracın aerodinamiği, lastik basıncı, yol koşulları ve sürüş tarzı menzili etkileyen faktörlerdir.

Hidrojen, geleneksel içten yanmalı motorlarda da yakıt olarak kullanılabilir, ancak verimlilik yakıt hücrelerine göre daha düşüktür (%20-25 verim). Bu durumda 1 kg hidrojen ile kat edilen mesafe önemli ölçüde azalır, tahmini 40-50 km civarında olur. Ayrıca, NOx emisyonu gibi çevresel sorunlar ortaya çıkabilir, bu nedenle yaygın değildir.

Hidrojenin kullanıldığı diğer alanlarda mesafe hesaplamaları farklılık gösterir:

• Havacılık: Hidrojenle çalışan uçak prototipleri geliştirilmiştir, ancak enerji yoğunluğu birim hacimde düşük olduğundan (hacimsel olarak verimsiz) menzil sınırlı kalır. 1 kg hidrojen ile küçük bir insansız hava aracı belki 50-100 km uçabilir, ancak ticari uçaklar için bu değerler çok daha karmaşıktır.
• Deniz Taşımacılığı: Gemilerde hidrojen kullanımı artıyor olsa da, 1 kg hidrojenin kat edeceği mesafe, geminin büyüklüğüne ve hızına bağlı olarak değişir; genelde kilometre başına kg cinsinden tüketim hesaplanır.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, 1 kg benzin (yaklaşık 1.3 litre) ortalama bir araçta 12-15 km menzil sağlarken, hidrojenin enerji yoğunluğu sayesinde aynı kütlede çok daha fazla mesafe mümkündür. Ancak, hidrojenin depolama zorlukları (yüksek basınç veya düşük sıcaklık gerektirir) pratikte dezavantaj yaratır.

1 kg hidrojen ile kat edilebilecek mesafe, başlıca yakıt hücreli araçlar için 100 km civarındadır. Bu değer, teknolojik gelişmelerle artabilir; örneğin, verimlilik %70'lere çıkarsa menzil 120 km'ye yaklaşabilir. Hidrojen, sıfır emisyonlu bir yakıt olarak ulaşımda önemli bir potansiyele sahiptir, ancak altyapı ve maliyet sorunları devam etmektedir. Kısacası, "1 kg hidrojen ≈ 100 km" pratik bir tahmin olarak kabul edilebilir, ancak koşullara göre %20'ye varan farklılıklar olabilir.