Geri Dön

Tij-tipi mikrotüp hücreler kullanan özgün katı oksit yakıt pili stak tasarımı ve termal dayanımının incelenmesi

Design and thermal durability investigation of a novel solid oxide fuel cell stack employing bolt-type microtubular cells

PDF İndir

  1. Tez No: 1014994
  2. Yazar: SEMİHA ÖNBİLGİN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇİĞDEM TİMURKUTLUK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim ve Teknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tezde, yüksek hacimsel güç yoğunluğu ve termal şok dayanımı sunan tij-tipi mikrotüp katı oksit yakıt pillerinin (μT-KOYP), laboratuvar ölçeğinden stak seviyesine geçiş sürecindeki tasarım parametreleri incelenmiş ve 10 hücreli bir stak prototipi geliştirilmiştir. Çalışma, stak içerisindeki gaz dağılım homojenliğini iyileştirmeyi hedefleyen sayısal analizler ile optimize edilen hücre ve stak geometrisinin deneysel karakterizasyonunu kapsamaktadır. Sayısal analiz aşamasında, COMSOL Multiphysics yazılımı kullanılarak stak manifoldu içerisindeki hidrojen akış dinamikleri modellenmiştir. Yapılan parametrik çalışma sonucunda, 2 mm giriş yarıçapı, 7.5 mm kanal genişliği, 2 mm giriş kanalı yüksekliği, 5 yakınsama oranı ve ~48 mm manifolt çapına sahip daralan kanal tasarımının hücreler arası akış hız farklarını minimize ederek en homojen yakıt dağılımını sağladığı tespit edilmiştir. Deneysel çalışmada ise, sayısal verilerden elde edilen sonuçlara göre imal edilen manifoltlar kullanılarak oluşturulan 10 hücreli stak, 800 °C'de yaklaşık 25 W güç çıkışı (560 mWcm-2) sağlayarak tek hücre performansının %93'ünü korumayı başarmıştır. 200 saatlik sabit yük testlerinde %1'in altında bir bozunma oranı ile yüksek çalışma kararlılığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, anot redoks döngülerini içeren zorlu termal şok ve döngü testleri sonucunda, stak performans kayıplarının %10'un altında kaldığı ve sistemin mekanik bütünlüğünü koruduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the design parameters of bolt type micro tubular solid oxide fuel cells (μT-SOFC), which offer high volumetric power density and thermal shock resistance, were investigated during the transition process from laboratory scale to stack level, and a 10-cell stack prototype was developed. The work encompasses the experimental characterization of the cell and stack geometry, optimized through numerical analyses aimed at improving gas distribution homogeneity within the stack. During the numerical analysis phase, hydrogen flow dynamics within the stack manifold were modelled using COMSOL Multiphysics software. The parametric study revealed that a tapered channel design with a 2 mm inlet radius, 7.5 mm channel width, 2 mm inlet channel height, a convergence ratio of 5, and a manifold diameter of ~48 mm minimizes flow velocity differences between cells, providing the most homogeneous fuel distribution. In the experimental study, a 10-cell stack constructed using manifolds manufactured based on to the results obtained from the numerical data achieved approximately 25 W power output (560 mWcm-2) at 800 °C, maintaining 93% of the single-cell performance. High operational stability was observed with a degradation rate below 1% in 200 hours constant load tests. Furthermore, severe thermal shock and cycling tests involving anode redox cycles revealed that stack performance losses remained below 10% and the system maintained its mechanical integrity.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    842556

    Şerit döküm yöntemi ile yüksek güç yoğunluğuna sahip mikro-tüp katı oksit yakıt pili (KOYP) geliştirilmesi

    Development of microtubular solid oxide fuel cell (SOFC) with high power density via tape casting method

    SEZER ÖNBİLGİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK

  2. Tez No

    352344

    Bakır giydirilmiş alüminyum iletkenli geçit izolatörü geliştirilmesi

    Development of wall type bushings with copper extruded aluminum conductor

    İLİM ERDEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR

  3. Tez No

    4716

    Standart penetrasyon-dinamik konik penetrasyon deneylerinin karşılaştırmalı analizi

    Başlık çevirisi yok

    METE GÜRLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1988

    Jeoloji MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. K. ERÇİN KASAPOĞLU

  4. Tez No

    104963

    Türkiye solu ve siyasal kültür

    Turkey`s left and political culture

    SIRRI ERDEM TÜRKÖZÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Siyasal BilimlerAnkara Üniversitesi

    Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERPİL SANCAR ÜŞÜR

  5. Tez No

    342554

    Genetik algoritmalar ile aydınlatma hesabı optimizasyonu

    Ligthing calculation optimization with genetic algorithms

    AŞKIN OKKALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli Üniversitesi

    Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YILDIRIM

Geri Dön