ATÖLYE ÇALIŞMASI I - Deneme Sınavı - 1

Japonya 2020 yılına kadar 700 milyon hidrojen yakıt hücresi üretmeyi planlarken, Avrupa ülkeleri 2030 yılına kadar sıfır karbon salınımına sahip yeni araç üretimini genel araç üretimi içinde %50’lerin üzerine çıkaracak çalışmalar yapmaktadır.

Doğal enerji kaynakları; Güneş, rüzgâr, gel-git, jeotermal ve hidrojen gibi kaynakların enerji elde etmede kullanılması gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Bunların içinde yer alan hidrojenden enerji kaynağı olarak yararlanma çalışmaları artmaktadır.  Doğru cevap C şıkkıdır.

Hidrojenin oksijenle yakılarak enerji açığa çıkması sağlanır. Yanma deyimi malzeme içinde bulunan hidrokarbonların ortamda bulunan oksijenle reaksiyona girerek ısı enerjisinin ortaya çıkması olarak tanımlanabilir. Yanma olayında ısı enerjisinin yanında kül, nem veya zehirli gazlar da atık olarak ortama yayılır. Hidrokarbonların oksijenle reaksiyona girerek yanmasıyla bir kimyasal olay gerçekleşir. Kimyasal olayda malzemenin yanmadan önceki durumuna dönmesi mümkün değildir. Hidrojenin oksijenle reaksiyona girerek yanma olayını gerçekleştirmesi biraz farklıdır. Hidrojenin yanmasıyla ısı veya elektrik enerjisi ortaya çıkarken atık olarak sadece su meydana gelir. Atık olan suyun molekül yapısı bildiğimiz iki hidrojen ve bir oksijen atomlarından meydana gelir. Başka bir deyişle atık zararlı bir atık değildir ve su tekrar ayrıştırılarak hidrojen ve oksijen elde edilir. Bu durumda hidrojenin enerji kaynağı olarak kullanılması çevreye zarar vermeyen temiz enerji kaynağıdır. Diğer taraftan ürün olarak elde edilen su da yeni bir enerji kaynağı olarak kullanılır. Doğru cevap A şıkkıdır.

Hidrojen gazının özellikleri;
• Zehirsizdir ve yanıcıdır.
• Çevreyi kirletmez.
• Kokusuzdur.
• Tatsızdır.
• Kolay uçucudur.
• Kendi başına patlayıcı değildir.
• Radyoaktif değildir. 

Doğru cevap B şıkkıdır.

Hidrojen gazının tutuşma sıcaklığı 560 °C olduğundan kolayca tutuşmaz. Hidrojen gazı diğer yanıcı gazlara oranla yapısında karbon bulunmadığından yanma sırasında çevresine
daha az ışıma yapar ve alevi gözle görünmez. Doğru cevap C şıkkıdır.

Suyun elektroliz yöntemiyle hidrojen ve oksijen moleküllerine ayrıştırılması düşüncesi 1800’lü yılların başlarında Alman kimyacı Ritter tarafından pratiğe döndürülmüştür. Ritter, su içine platin çubukları daldırıp platin çubukları da iletken teller yardımıyla bir aküye bağlamış ve devreden geçecek akımı ölçmek için de devreye ampermetre bağlamıştır. Ampermetrenin hiçbir akım değeri göstermediğini gözlemlemiştir. Bunun anlamı devreden akım geçmiyor ve elektroliz işlemi başarısız demektir. Çünkü saf su elektriği iletmez. Su içine birkaç damla asit damlatarak suyun iletken haline gelmesi sağlandığında ampermetreden elektrik akımının geçtiğini gözlemiştir. Doğru cevap D şıkkıdır.

Proton değişim zarı (Proton Exchange Membrane, PEM) su elektroliz cihazı kullanılarak hidrojen elde edilmektedir. Bu cihaza “PEM su elektroliz cihazı” dienir. Doğru cevap B şıkkıdır.

Zarın bir ucundan diğerine geçen protonlar zarın diğer ucundaki oksijen molekülleriyle karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonucunda, bir oksijen, iki proton ve iki elektron (lamba üzerinden gelen) H2O molekülünü oluştururlar yani suyu meydana getirirler. Doğru cevap B şıkkıdır.

Hidrojen gazından elde edilen elektrik enerjisinden teknolojinin çeşitli alanlarında yararlanılmaktadır. Teknolojide yakıt hücrelerinin kullanıldığı yerler:
• Otomobiller,
• Scooter ve bisikletler,
• Golf arabaları,
• Küçük ölçekli güç sistemleri,
• Yedek güç sistemleri,
• Taşınabilir güç sistemleri,
• Uçaklar,
• Lokomotifler,
• Gemiler,
• Sualtı araçları.

Doğru cevap D şıkkıdır.

Devredeki elemanlar üzerinden geçen akımın veya herhangi bir devre elemanı üzerindeki gerilimi ölçme işlemlerinde ampermetre ve voltmetre cihazları kullanılır. Multimetre
cihazları, akım (dc ve ac), voltaj (dc ve ac), direnç değeri (ohm), sığa ve sıcaklık değerleri gibi birçok niceliği ölçtüğünden bu cihazlar multimetre olarak isimlendirilirler.

Doğru cevap E şıkkıdır.

Deneyde hidrojen ve oksijen gazları saf suyun elektroliz edilmesiyle elde edilecektir. Katkılı veya şehir şebekesinden alınacak suyun kullanılması elektroliz cihazına zarar verdiğinden dikkat edilmelidir. Saf su hidrojen kaynağı olarak kullanılacaktır. Doğru cevap C şıkkıdır.