Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future

Mehmet Ali Bektaş; Orhan Arpa

doi:10.29137/umagd.1438229

EN TR

Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future

Abstract

Hydrogen fuel cells are an important technology that can shape the future of clean energy sources. This technology offers the key to an environmentally friendly future by enabling zero-emission energy production and sustainable vehicle systems. Hydrogen fuel cells produce electrical energy using hydrogen gas and emit only water vapor. Therefore, they offer a clean alternative to energy production and vehicle systems without releasing harmful emissions into the atmosphere. In this study; It discusses in detail the basic principles, advantages, disadvantages, sustainability potential, growth expectation, challenges encountered, steps and opportunities required for its widespread use of hydrogen fuel cells technology. Hydrogen fuel cells have growth potential as the demand for clean energy increases. Solutions such as developing green hydrogen production methods, expanding infrastructure and government incentive policies can contribute to the widespread use of this technology. The article highlights that hydrogen fuel cells technology has an important role in the future clean energy transition, demonstrating that it is a potential key to achieving sustainability goals. This information makes a significant contribution to the literature towards promoting widespread acceptance and use of hydrogen technology.

Keywords

Hydrogen Fuel Cells, Green Energy, Sustainability, Fuel Production

Hidrojen Yakıt Hücreleri: Temiz Geleceğin Anahtarı

Abstract

Hidrojen yakıt hücreleri, temiz enerji kaynaklarının geleceğini şekillendirebilecek önemli bir teknolojidir. Bu teknoloji, sıfır emisyonlu enerji üretimini ve sürdürülebilir taşıt sistemlerini mümkün kılarak çevre dostu bir geleceğin anahtarını sunmaktadır. Hidrojen yakıt hücreleri, hidrojen gazını kullanarak elektrik enerjisi üretir ve sadece su buharı emisyonu verir. Bu nedenle, atmosfere zararlı emisyonlar bırakmadan enerji üretimi ve taşıt sistemlerine temiz bir alternatif sunarlar. Bu çalışmada; hidrojen yakıt hücreleri teknolojisinin temel prensiplerini, avantajlarını, dezavantajlarını, sürdürülebilirlik potansiyelini, büyüme beklentisini, karşılaşılan zorlukları, yaygınlaşması için gereken adımları ve fırsatları ayrıntılı bir şekilde ele almaktadır. Hidrojen yakıt hücreleri, temiz enerjiye olan talebin artmasıyla birlikte büyüme potansiyeline sahiptir. Yeşil hidrojen üretim yöntemlerinin geliştirilmesi, altyapının genişletilmesi ve hükümet teşvik politikaları gibi çözümler, bu teknolojinin yaygınlaşmasına katkı sağlayabilir. Makale, hidrojen yakıt hücreleri teknolojisinin gelecekteki temiz enerji dönüşümünde önemli bir role sahip olduğunu vurgulayarak, sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada potansiyel bir anahtar olduğunu gösterir. Bu bilgiler, hidrojen teknolojisinin yaygın kabulünü ve kullanımını teşvik etme yolunda literatüre önemli bir katkı sağlar.

Keywords

Hidrojen Yakıt Hücreleri, Yeşil Enerji, Sürdürülebilirlik, Yakıt Üretimi

References

Aslan, Ö. (2007). Hi̇drojen Ekonomi̇si̇ne Doğru. İstanbul Ticaret Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 6(11), 283-298.
Berry, G. D., Pasternak, A. D., Rambach, G. D., Ray, S. J., & Schock, R. N. (1996). Hydrogen as a future transportation fuel. Energy, 21(4), 289-303.
Cipriani, G., Dio, V. D., Genduso, F., Cascia, D. L., Liga, R., Miceli, R., & Galluzzo, G. R. (2014). Perspective on hydrogen energy carrier and its automotive applications. International Journal of Hydrogen Energy, 39(16), 8482-8494.
Coinmonks. (2022, May 29). Hydrogen Production Methods. medium: https://medium.com/coinmonks/hydrogen-production-methods-9b4504d26269 adresinden alındı
Çuhadaroğlu, H. (2005). Hidrojen enerjisi ve yakıt hücreleri teknolojisi. Sakarya üniversitesi yüksek lisans tezi.
Dincer, I., & Acar, C. (2015). Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability. International Journal of Hydrogen Energy, 40(34), 11094-11111.
El-Bassuoni, A. M., Sheffield, J. W., & Veziroglu, T. N. (1982). Hydrogen and fresh water production from sea water. International Journal of Hydrogen Energy, 919-923.
Fernandez, R. A., Cilleruelo, F. B., & Martinez, I. V. (2016). A new approach to battery powered electric vehicles: A hydrogen fuel-cell-based range extender system. Int J Hydrogen Energy, 41(8), 4808-4819.
(2020). Green Hydrogen for Industry: A Guide to Policy Making. Birleşik Arap Emirlikleri: International Renewable Energy Agency.
Gül, K. E. (2006). Hi̇drojeni̇n İçten Yanmali Motorlarda Yakit Olarak Kullanilmasi Ve Performansa Etki̇leri̇. YTÜ: yüksek lisans tezi.

Gürz, M. (2017). Hi̇drojen Yakit Hücreleri̇ Ve Otomoti̇v Sektörü Için Pem Yakit Hücresi̇ni̇n Uygulanabi̇li̇rli̇ği̇ne Yöneli̇k Anali̇z. İskenderun teknik: YÜKSEK LİSANS TEZİ.
Hua, T. Q., Ahluwalia, R. K., Peng, J. K., Kromer, M., Lasher, S., Mckenney, K., & vd. (2011). Technical assessment of compressed hydrogen storage tank systems for automotive applications. International Journal of Hydrogen Energy, 36(4), 3037-3049.
IRENA. (2020). Green Hydrogen Cost Reduction Scaling Up Electrolysers To Meet The 1.5 oC Climate Goal. United Arab Emirates: International Renewable Energy Agency.
Kaya, K. (2018). Hidrojen yakıt hücreli araçlarda kontrol stratejisinin geliştirilmesi. İskenderun teknik: yüksek lisans tezi.
Kendall, M. (2018). Fuel cell development for New Energy Vehicles (NEVs) and clean air in China. Progress in Natural Science, 28(2), 113-120.
Khalil, M., & Dincer, I. (2024). Investigation of a community-based clean energy system holistically with renewable and hydrogen energy options for better sustainable development . Journal of Cleaner Production, 440, 140895.
Kıvrak, M. F. (2011). Hydrogen Fuel Cell Powered Electric Vehicles And An Application Of Improvement For The Desorption Efficiency Of A Metal Hydride Storage. Yüksek Lisans tezi. içinde İTÜ.
Köseoğlu, E. (2013). Suyun Elektrolizinden Hidrojen Gazı Üretimi Için Yeni Bir Yöntem Geliştirildi / Suyun Elektrohidrolizinden Hidrojen Gazı Üretimi Için Yeni Bir Yöntemin Geliştirilmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi.
Kumar, L., & Jain, S. (2014). Electric propulsion system for electric vehicular technology: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 924–940.
Kumar, S. S., & Lim, H. (2022). An overview of water electrolysis technologies for green hydrogen production. Energy reports, 1(8), 13793-13813.
Külekçi, Ö. C. (2009). Yenilenebilir Enerji Kaynakları Arasında Jeotermal Enerjinin Yeri ve Türkiye Açısından Önemi. Ankara Üniversitesi Çevre Bilimleri Dergisi., 1(2), 83-91.
Larminie, J., & Dicks, A. (2003). Fuel cell systems explained. 2nd ed. United Kingdom: John Wiley & Sons,.
Larminie, J., & Lowry, J. (2012). Electric Vehicle Technology Explained 2nd ed. United Kingdom: John Wiley & Sons.
Mekhilef, S., Saidur, R., & Safari, A. (2012). Comparative study of different fuel cell Technologies . Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(1), 981–989.
Muradov, N. Z., & Veziroğlu, T. N. (2005). From hydrocarbon to hydrogencarbon to hydrogen economy. 2005;30:225e37. International Journal of Hydrogen Energy, 30(3), 225-237.
Ni, M., Leung, M. K., Sumathy, K., & Leung, D. Y. (2006). Potential of renewable hydrogen production for energy supply in Hong Kong. International journal of hydrogen energy , 31(10), 1401-1412.
Ni, M., Leung, M. K., Sumathy, K., & Leung, D. Y. (2006). Potential of renewable hydrogen production for energy supply in Hong Kong. International Journal of Hydrogen Energy, 1401-1412.
Oettle, G. (2010). Fuel cells for automotive application. Munich: GRIN Verlag.
Rostrup-Nielsen, J. R., & Rostrup-Nielsen, T. (2002). Large-Scale Hydrogen Production. CATTECH, 6, 150-159.
Salvi, B. L., & Subramanian, K. A. (2015). Sustainable development of road transportation sector using hydrogen energy system. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 1132-1155.
Sandy Thomas, C. E. (2009). Transportation options in a carbon-constrained world: Hybrids, plug-in hybrids, biofuels, fuel cell electric vehicles, and battery electric vehicles. International Journal of hydrogen energy, 34(23), 9279–9296.
Schmidt, O., Gambhir, A., Staffell, I., Hawkes, A., Nelson, J., & Few, S. (2017). Future cost and performance of water electrolysis: An expert elicitation study. International Journal of Hydrogen Energy, 42(52), 30470–30492.
Sharaf, O. Z., & Orhan, M. F. (2014). An overview of fuel cell technology: Fundamentals and applications. Renewable and sustainable energy reviews, 32, 810-853.
Şener, O. (2023, Temmuz 26). Yeşil Hidrojen Üretiminde Elektroliz Yöntemleri. Kasım 01, 2023 tarihinde https://yeserenerji.com/yesil-hidrojen-uretiminde-elektroliz-yontemleri/ adresinden alındı
Şenol, r., üçgül, i., & acar, m. (2006). Yakıt pili teknolojisindeki gelişmeler ve taşıtlara uygulanabilirliğinin incelenmesi. Mühendis Makina, 47(563), 37-50.
Tanç, B. (2019). Hidrojen yakıt hücresi hibrit elektrikli araç için destek bataryasının enerji görünümü ve araç performansı üzerindeki etkilerinin analizi. İskenderun teknik.
Tutar, F., & Eren, M. (2011). Geleceğin Enerjisi: Hidrojen Ekonomisi ve Türkiye. International Journal of Economic and Administrative Studies, 6.
Von Helmolt, R., & Eberle, U. (2007). Fuel cell vehicles: Status 2007. Journal of power sources, 165(2), 833-843.
Zohuri, B. (2019). Large-Scale Hydrogen Production. Hydrogen energy: challenges and solutions for a cleaner future, 229-255.

Details

Primary Language

English

Subjects

Electrical Energy Storage, Electrical Energy Generation (Incl. Renewables, Excl. Photovoltaics), Electrical Machines and Drives

Journal Section

Review

Authors

Mehmet Ali Bektaş ^*
0009-0008-9688-4491
Türkiye

Orhan Arpa
0000-0001-8129-1548
Türkiye

Early Pub Date

June 30, 2024

Publication Date

June 30, 2024

Submission Date

February 16, 2024

Acceptance Date

May 20, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 16 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.29137/umagd.1438229

IZ

https://izlik.org/JA25FL89BW

APA

Bektaş, M. A., & Arpa, O. (2024). Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future. International Journal of Engineering Research and Development, 16(2), 798-812. https://doi.org/10.29137/umagd.1438229

AMA

1.Bektaş MA, Arpa O. Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future. IJERAD. 2024;16(2):798-812. doi:10.29137/umagd.1438229

Chicago

Bektaş, Mehmet Ali, and Orhan Arpa. 2024. “Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future”. International Journal of Engineering Research and Development 16 (2): 798-812. https://doi.org/10.29137/umagd.1438229.

EndNote

Bektaş MA, Arpa O (June 1, 2024) Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future. International Journal of Engineering Research and Development 16 2 798–812.

IEEE

[1]M. A. Bektaş and O. Arpa, “Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future”, IJERAD, vol. 16, no. 2, pp. 798–812, June 2024, doi: 10.29137/umagd.1438229.

ISNAD

Bektaş, Mehmet Ali - Arpa, Orhan. “Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future”. International Journal of Engineering Research and Development 16/2 (June 1, 2024): 798-812. https://doi.org/10.29137/umagd.1438229.

JAMA

1.Bektaş MA, Arpa O. Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future. IJERAD. 2024;16:798–812.

MLA

Bektaş, Mehmet Ali, and Orhan Arpa. “Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 16, no. 2, June 2024, pp. 798-12, doi:10.29137/umagd.1438229.

Vancouver

1.Mehmet Ali Bektaş, Orhan Arpa. Hydrogen Fuel Cells: The Key to Clean Future. IJERAD. 2024 Jun. 1;16(2):798-812. doi:10.29137/umagd.1438229

Cited By

Enhancement in fuel cells: PGM-free catalysts, nanostructured supports, and advanced membrane technology toward low-carbon emission

International Journal of Low-Carbon Technologies

https://doi.org/10.1093/ijlct/ctaf008

Hydrogen energy storage in maritime operations: A pathway to decarbonization and sustainability

International Journal of Hydrogen Energy

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.02.207

Kırıkkale University, Faculty of Engineering and Natural Science, 71450 Yahşihan / Kırıkkale, Türkiye.

ijerad@kku.edu.tr