Sıkıştırılmış gaz formunda depolama: En sık kullanılan ve en temel hidrojen depolama yöntemidir. Hidrojenin yüksek basınçta tanklarda veya yer altında özellikle tuz kavernlerinde sıkıştırılmış gaz formunda saklanması ile gerçekleştirilir. Günümüzde 700 bar basınca ulaşan tanklarda hidrojen depolama gerçekleştirilebilmektedir.

Depolama tankları üretildikleri malzeme türüne göre 5 sınıfa ayrılmaktadır:

Tip 1: Tamamen Metal Tank

Tip 2: Kısmi Fiber Takviyeli Metal Astarlı Tank

Tip 3: Metal Astarlı Kompozit Tank

Tip 4: Plastik Astarlı Kompozit Tank

Tip 5: Tamamen Kompozit Tank

Hidrojen gazı yer altı rezervuarlarında veya tuz mağaralarında da basınçlı olarak gaz formunda depolanabilmektedir. Tuz mağaraları yüzeyden yeraltındaki tuz kayaçlarına kontrollü olarak tatlı su enjekte edilerek çözelti madenciliği ile oluşturulmuş yapay yer altı boşluklarıdır. Tuz mağaraları mikrobiyal hidrojen tüketimini sınırlayan tuzluluk oranıyla ve düşük hidrojen geçirgenliği nedeniyle hidrojen depolama için stabil bir ortam sunmaktadır. Depolama kapasitesi derinlikle birlikte artmaktadır.

Kriyojenik sıvı formunda hidrojen depolama: Hidrojen -253°C’de sıvı faza geçirilerek sıvı formda depolanabilmektedir. Çift cidarlı kaplar kullanılmaktadır. Hidrojen sıvılaştırma işlemi zaman alan ve enerji sarfiyatı yüksek olan bir yöntemdir ve sıvılaştırma için harcanan enerji hidrojen enerji içeriğinin %40’ına kadar ulaşabilmektedir. Sıvı hidrojen genellikle uzay araçlarında roket yakıtı olarak kullanılmaktadır.

Kriyojenik sıkıştırılmış hidrojen depolama: Kriyojenik sıkıştırılmış hidrojen süperkritik bir gazdır. Yaklaşık -233 °C’lerde hidrojen gazı sıvılaşma gerçekleşmeden süperkritik halde sıkıştırılabilmektedir. Vakumlu bir muhafaza yöntemi kullanılır ve güvenli ve hızlı bir dolum sunmaktadır.

Malzeme bazlı depolama: Bu depolama metodunda hidrojen, adsorbanlar veya hidrojen taşıyıcı kimyasal bileşikler kullanılarak depolanmaktadır.En çok bilinen hidrojen depolayıcılar magnezyum hidrit, sodyum bor hidrür ve amonyak borandır. Metal hidritlerden en sık tercih edilen magnezyum hidrit kütlece yüksek hidrojen depolama oranına %7,6 sahiptir. Sodyum borhidrür ve amonyak boran ise sırasıyla kütlece %10,8 ve %19,6 hidrojen taşıma kapasitesine sahiptirler. Uygun katalizör varlığında oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta hidroliz yolu ile taşıdıkları hidrojeni serbest bırakmaktadırlar.

Hidrojenin depolanması, enerji sistemleri için kritik bir bileşen olmaya devam etmektedir. Farklı depolama yöntemlerinin her biri, hidrojenin enerji yoğunluğunu artırmak ve güvenli bir şekilde saklamak için çeşitli avantajlar sunar. Sıkıştırılmış gaz ve sıvı formda depolama yöntemleri yüksek enerji yoğunluğu ve erişilebilirlik sağlarken, malzeme bazlı depolama alternatifleri, güvenliği ve verimliliği artırma potansiyeli taşır. Gelişen teknolojilerle birlikte, bu yöntemlerin her birinin etkinliği artırılmakta ve yeni malzemelerin keşfi, hidrojen depolamanın geleceğini şekillendirmektedir. Dolayısıyla, hidrojenin etkin depolanması, sürdürülebilir enerji geçişinde önemli bir rol oynamakta ve bu alandaki yenilikler, hidrojen ekonomisinin gelişimine katkıda bulunmaktadır.

Kaynakça

Yang, M., Hunger, R., Berrettoni, S., Sprecher, B., & Wang, B. (2023). A review of hydrogen storage and transport technologies. Clean Energy, 7(1), 190-216.

Xie, Z., Jin, Q., Su, G., & Lu, W. (2024). A Review of Hydrogen Storage and Transportation: Progresses and Challenges. Energies, 17(16), 4070.

Rahimpour, M. R., Makarem, M. A., & Kiani, P. (Eds.). (2024). Hydrogen Transportation and Storage. CRC Press.

Małachowska, A., Łukasik, N., Mioduska, J., & Gębicki, J. (2022). Hydrogen storage in geological formations—The potential of salt caverns. Energies, 15(14), 5038.