Geri Dön

Proton değişim membranlı yakıt hücrelerinde membranın mekanik davranışının incelenmesi ve modellenmesi

Modeling of the mechanical behavior of proton exchange membrane in pem fuel cells

  1. Tez No: 310430
  2. Yazar: ALPEREN ACAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ATA MUGAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mechanical Engineering, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Çalışmada, Proton Değişim Memranlı Yakıt Hücrelerinde kullanılan Nafion ® ticari adı ile anılan perfluoro sülfonik asit membranların mekanik davranışlarını tespit etmek amacı ile sıcaklık modunda DMA testleri, değişen sıcaklık değerleri için çekme testleri yapılmıştır. Membran malzemesinin young modülü ve akma sınırı, ayrıca kayıp ve depolama modülleri, sönüm oranı değişen sıcaklık değerleri ile tespit edilmiştir. DMA testleri kullanılmış ve kullanılmamış birleşik membran-elektrod yapısı (MEA) için tekrarlanmış, elektrot kaplamanın ve yakıt hücresi içinde gerçekleşen hidro-termal çevrimin mekanik davranışa etkisi belirlenmiştir. Ayrıca kullanılmış MEA yapısı SEM görüntüleme tekniği ile incelenmiş, yakıt hücresi içinde gerçekleşen çevrim kaynaklı hasarlar tespit edilmiştir. Modelleme çalışmasında ise, çeşitli katı polimerik malzemerin mekanik davranışlarını modellemek üzere daha önce de kullanılmış olan bir viskoplastik model olan VBO modeli, Nafion'un sıcaklık ve nem ile değişen mekanik cevabını vermek üzere modifiye edilmiştir. Modelin cevabı literatürdeki sıcaklık ve nem ile değişen çekme testleri ile karşılaştırılmış, deneysel sonuçlar ile oldukça uyumlu model cevapları elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study perfluoro sulfonic acid membranes, commercially named as Nafion® , used in Proton Exchange Membranes, are subjected to tensile tests and DMA tests for various temperatures, in order to determine their mechanical behavior. Young modulus, yield strength, dynamic modulus and tan? of the membranes are determined for various temperature values. DMA tests are done also for the used and new MEAs, therefore the effect of catalyst coating and hygrothermal aging is determined. Besides, used MEAs are analyzed using SEM imaging technique. The failures occured by the hygrothermal cycle are determined. In the modeling work, VBO, which is a viscoplastic model formerly used for modeling the mechanical behavior of solid polymeric materials is modified in order to model the temperature and hydration dependent behavior of Nafion. Model responses are compared with the tensile tests in the literature and good match with the experimental data is observed.

Benzer Tezler

  1. Production of high temperature core-sheath nanofiber proton exchange membranes via electrospinning method

    Elektrodokuma yöntemi ile yüksek sıcaklık çekirdek-kılıf nanolif proton değişim membranlarının üretilmesi

    SASSAN JAHANGIRI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN

  2. Proton değişim membran yakıt hücrelerinde kullanılan polimerik membranın modellenmesi

    Modelling of polymeric membrane used in proton exchange membrane fuel cells

    MEHMET FIRAT DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK

  3. Radyasyonla aşılama yöntemi ile üretilmiş poli(etilen-alt-tetrafluroetilen)-polistirensülfonik asit esaslı iyonik polimer metal kompozitler

    Ionic polymer metal composites (IPMCS) based on radiation grafted polystyrenesulfonic acid onto poly(ethylene- alt-tetrafluoroethylene) (ETFE-g-PSSA)

    BAHAR BURCU KARAHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

  4. Yakıt hücrelerinde kullanmak üzere nanokompozit membran sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of nano composite membrane for the fuel cells

    ALPAY ŞAHİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İRFAN AR

  5. Poly(vinylidene fluoride) based graft copolymer

    Poliviniliden florür temelli aşı kopolimeri

    AHMET YASİR DEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR