Bilim Şehri

Türkiye için oldukça önemli bir yere sahip olan, Dünya çapında %71’lik rezerve sahip olunması sebebiyle milli servet gözüyle bakılan bor, günümüz imkanları dahilinde kullanım alanı geniş, gelecek vaadeden bir elementtir. Toprakta, kayalarda ve suda yaygın olarak bulunan bu elementin atom numarası 5 olup sembolü B’dir. Metal ve ametal arasında bir yarı iletkendir. Bileşik oluşturmaya yatkındır ve bu sebeple doğada serbest, elemental halde bulunmadığından birçok farklı çeşitte bor minerali bulunmaktadır. Yüksek saflıkta boru elde etmek zordur. Sanayide kullanılabilir borun bulunduğu ticari maden yatakları ise sınırlıdır ve bunlar en çok Türkiye’de ve ABD’de bulunmaktadır.

Borun metal ve ametaller ile yaptığı bileşikler farklı özellikler göstermekte olup savunma sanayiinden optiğe, seramikten, tarıma ve nükleer’e birçok sayısız uygulama alanı bulunmaktadır. Bor metaldışı bir bileşik gibi davransa da, saf bor elektrik iletmektedir ve kristalize bor neredeyse elmas kadar serttir.

En önemli özelliklerinden biri hidrojen depolama konusunda şu an için en uygun adaylardan biri olmasıdır. Boru asıl öne çıkaran budur. Bor, toplumda bilinenin aksine kendisi bir yakıt değildir. Hidrojenle yaptığı bileşiklerde bu konuya dahil olmaktadır.

Bilindiği üzere insanlık için enerji büyük bir problemdir ve geleceğin en önemli enerji kaynaklarından birinin hidrojen enerjisi olacağı düşünülmektedir. Hidrojen yaygındır ve çevre dostudur. Bir enerji kaynağı olarak mükemmeldir. Fakat güvenlik ve depolama konusunda sıkıntılar bulunmaktadır.

Hidrojen en hafif elementtir ve hafif olması sebebiyle hacimsel enerji yoğunluğu çok düşüktür. Bu da depolama sorununu doğurur. Çeşitli yöntemler bulunsa da henüz istenilen aşamaya gelinemediğinden hala depolama üzerine araştırmalar devam etmektedir.

Bu yöntemlerden en tipik olanı hidrojeni gaz olarak sıkıştırıp basınçlı tanklarda depolamaktır. Fakat bu yöntemde yüksek basıncın sebep olduğu ağırlık çok fazla olduğundan verim düşmektedir.

Hacimi düşürmek gerektiğinden hidrojenin sıvı olarak depolanması daha uygundur. Fakat bu sıvılaştırma işlemi için de yüksek basınç ve soğutma işlemlerine ihtiyaç duyulur. Ayrıca hidrojenin izole edilmesi de şarttır. Gaz sıkıştırmaya göre daha düşük bir basınçla çalışıldığından daha güvenlidir.

Hidrojen depolamada önemli miktarda hidrojen tutabilen hidrürlerden faydalanılır. Bunlar metal, alaşım veya ara metal olabilir. Makul bir yöntem olsa da kendi ağırlıkları da dahil olduğundan yeni bir problem daha ortaya çıkmaktadır. Örneğin metal hidrürler çok ağırdır ve belli kullanım kapasiteleri bulunmaktadır.

Bor ile oluşturulan bileşikler günümüzde bu konuda en avantajlılardan biridir. Metal hidrürler ağırlıkça %4 civarında hidrojen depolayabilirken sodyum borhidrür ağırlıkça %10 civarında hidrojen depolar. Sodyum borhidrür yanıcı/patlayıcı değildir ve reaksiyonu kolayca kontrol edilebilir. Bu önemli bir avantajdır. Zira hidrojenin patlayıcılık riski yüksek olduğundan bu riskin düşürülmesi gerekmektedir.

Fakat alternatif yöntemler de araştırılmaktadır. Bunların başında karbon nanotüpler gelir. En başında ağırlıkça %50’nin üzerinde hidrojen depolayabileceğine dair tahminlerde bulunulsa da yapılan araştırmalar bunun gerçekte %1’lere kadar geride olduğunu göstermiştir. Ancak nanoteknolojinin gelişmesiyle beraber bu ve buna benzer yöntemlerle çok iyi düzeyde sonuçlar alınacağı beklenmekte olup bu konudaki araştırmalar hala devam etmektedir.

Ayrıca hidrojenin mikro boyutta olan cam kürelerde yüksek basınç ve sıcaklık altında depolanması yöntemi de bir diğer altenatiftir. Bu yöntemde hidrojenin ağırlıkça depolanma oranı %6 civarıdır.

Mevcut yöntemlerin her birinin kendine göre çözülmesi gereken önemli problemleri bulunmaktadır ve rekabet devam etmektedir. Hangisi gelecekte galip gelir bilinmez. Ancak günümüzde bor, hidrojen depolama konusunda bir adım öne çıkmaktadır ve uzay teknolojilerinde kendisine çoktan yer edinmiştir.