Proton değişim membranlı yakıt hücrelerinde membranın mekanik davranışının incelenmesi ve modellenmesi
Modeling of the mechanical behavior of proton exchange membrane in pem fuel cells
- Tez No: 310430
- Danışmanlar: PROF. DR. ATA MUGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mechanical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- 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
2008
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK
- 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
2012
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- Yakıt hücrelerinde kullanmak üzere nanokompozit membran sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nano composite membrane for the fuel cells
ALPAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN AR
- Poly(vinylidene fluoride) based graft copolymer
Poliviniliden florür temelli aşı kopolimeri
AHMET YASİR DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR