53 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 01 / 2026 MAKALE B: Örnek tekstil işletmesi 2024 yılında 1 m³ doğal gaz için 20 TL ödemiştir. 2024 yılı evsel doğal gaz ücreti ise 15 TL’dir. Örnek tekstil işletmecisinin 2024 yılındaki aylık doğal gaz tüketimi: 1.000.000 m³. C: Örnek tekstil işletmesi 2024 yılında 1 kWh enerji için 3 TL ödemiştir. D: Bir oksihidrojen gazı üretim tesisi kurucusunun özel beyanları ise şöyledir: 1 kg hidrojen gazını %97 elektrik verimliliği ile 20 kWh elektrik enerjisi kullanarak ürettiğini ve 4,5 kWh elektrik enerjisi ile 1 m³ = 0,535 kg oksihidrojen gazı ürettiğini beyan etmektedir. 1 m³ = 0,535 kg oksihidrojen gazı ise 59,4 g = 0,0594 kg hidrojen gazı ihtiva etmekte ve içermektedir. Şimdi bu proje taban verileri doğrultusunda oksihidrojen (HHO) bileşik gaz karışımının su elektrolizi yöntemi ile üretiminin teorik ve pratik elektrik enerji sarfiyatını, kıyaslamasını ve fizibil olup olmadığını hesaplayalım. 1 kg Brown’s gazı (yani suyun elektroliziyle oluşan (H₂ + O₂) HHO karışımı gazı) üretmek için, aşağıda A, B ve C bölümlerindeki termodinamik ve elektrokimyasal teorik kurallara uygun olarak, yüzde yüz elektrik verimliliğinde (= %100), yaklaşık olarak 3,66; 4,417 ve 3,725 kWh elektrik enerjileri ve ortalama olarak da 3,934 kWh ile, 1 kg sudan (= 55,6 mol sudan), 1 kg = 1,87 m³ HHO bileşik gazı üretildiği teorik olarak hesaplanarak tespit edilmiştir. Bu detaylı hesap ise aşağıdaki şekilde üç ayrı yöntemle ayrı ayrı yapılmış ve tespit edilmiştir: KONU HAKKINDA GENEL BİLGİLER Brown’s gazı, suyun stekiyometrik elektrolizi ile oluşan (H₂ + O₂) HHO gaz karışımıdır. Oran tamamen suyun kimyasal oranına bağlıdır. Yani suyun elektroliz yöntemi ile oksihidrojen gazına dönüşmesi: 1 mol H₂O → 1 mol H₂ (2 g) = 22,4 litre gaz + ½ mol O₂ (16 g) = 11,2 litre gaz Toplam: 18 g gaz HHO karışımı = 33,6 litre HHO (Brown’s gazı karışımı) 25 °C ve 1 atm civarı basınçta, bu termodinamik veriler doğrultusunda: 1 mol H₂O’nun (suyun) delta Gibbs serbest enerjisi = 237 kJ/mol H₂O’dur. 1 mol H₂O’nun (suyun) standart reaksiyon entalpisi (ısı içeren kısmı) = 286 kJ/mol H₂O’dur. Teorik elektrik enerjisi ihtiyacı, tersinir bir elektroliz için ΔG’ye eşittir. 1 kg su (≈ 1 kg Brown’s gazı) kaç moldür? → Suyun mol kütlesi: 18 g/mol → 1.000 g / 18 g/mol ≈ 55,6 mol A) 1 kg suyun (55,6 mol H₂O’nun), 1 kg = 1,87 m³ HHO bileşik gaza dönüşümündeki toplam teorik elektrik enerjisinin (ΔG ile) hesaplanması: E = 55,6 mol × delta Gibbs serbest enerjisi = 237 kJ/mol H₂O = 13.177 kJ’dir. Bunu kWh enerji olarak hesaplarsak: 1 kWh = 3,6 MJ = 3.600 kJ Dolayısıyla: 13.177 kJ / 3.600 kJ = 3,66 kWh’dir. Bu da teorik olarak 1 kg suyun normal ortamdaki enerjisine eşit ve eşdeğerdir. Yine bu, teorik olarak 1 kg HHO = 1,87 m³ bileşik gazın elektrik enerjisine eşit ve eşdeğerdir. B) 1 kg suyun (55,6 mol H₂O’nun), 1 kg = 1,87 m³ HHO bileşik gaza dönüşümündeki toplam teorik elektrik enerjisini (ΔH ile, ısı dâhil) hesaplayalım: E = 55,6 mol × 286 kJ/mol H₂O (standart reaksiyon entalpisi) = 15.902 kJ 15.902 kJ enerjiyi kWh olarak hesaplarsak: 1 kWh = 3,6 MJ = 3.600 kJ Dolayısıyla: 15.902 kJ / 3.600 kJ = 4,417 kWh’dir. Bu da teorik olarak 1 kg suyun normal ortamda enerjisine eşit ve eşdeğerdir. Yine bu, teorik olarak 1 kg HHO = 1,87 m³ bileşik gazın elektrik enerjisine eşit ve eşdeğerdir. C) 1 kg suyun (55,6 mol H₂O’nun), 1 kg = 1,87 m³ HHO bileşik gaza dönüşümündeki toplam teorik elektrik enerjisinin Faraday kurallarına göre hesaplanması: Yüzde yüz elektrik verimi ile (= %100) ve minimum 2,5 volt hücre geriliminde, 26,8 Ah ile 1 mol sudan (18 g H₂O) → 18 g HHO = 33,6 litre HHO bileşik gaz karışımı elde edilir. 1 kg H₂O = 55,6 mol ise: 55,6 mol × 26,8 Ah × 2,5 V (hücre gerilimi) = 3,725 kWh enerji ile 1 kg = 1,87 m³ HHO bileşik gaza dönüştürülür. A, B ve C bölümlerinde yapılan muhtelif gerçekçi teorik hesaplamaların ortalamasına göre, 3,934 kWh elektrik enerjisi ile
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=