Geri Dön

İnsansız hava araçları için PEM tipi yakıt pili üretilmesi ve test edilmesi

Novel manufacturing and testing processes of PEM fuel cells for unmanned aerial vehicles

  1. Tez No: 316526
  2. Yazar: LEVENT SEMİZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET SANKIR, YRD. DOÇ. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 164

Özet

Yakıt pilleri ağırlık-uçma süresi oranı bakımından hâlihazırda kullanılan aynı ağırlıktaki lityum polimer pillere oranla 3 kata varan daha fazla uçma süresi sağlayabilmesi ve yakıt pilindeki gelişmelerin hızla devam etmesi nedeniyle, bu enerji kaynağının insansız hava araçlarında kullanılması çok iyi bir seçenek olarak görünmektedir. Bu konudaki gelişmeler ve başarılar da yakıt pilinin yaygınlaşmasını ve uygulanabileceği alanların genişlemesini sağlayacaktır. Bu amaçlar ışığında T.C. Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından desteklenen proje kapsamında yapılan çalışmalarda elde edilen bilgilerle insansız hava araçlarında kullanılmak üzere 50, 110, 150 ve 200 Wattlık hava soluyan tipi proton geçirgen zarlı hidrojen yakıt pili üretilmiştir. Yakıt pilinin performansı ana olarak zar elektrot montajı performansına bağlı olduğundan bu yakıt pillerinde kullanılacak zar elektrot montajlarının performanslarının arttırılması çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla farklı kalınlıklarda kataliz tabakaya sahip zar elektrot montajları test edilmiş; ağırlık altında farklı sıcaklıklarda sıkıştırılmanın, katot kataliz tabakasının saçınım sistemi kullanılarak platinle kaplanmasının, gaz difüzyon tabakalarının iyonomer ve kataliz karışımıyla zar elektrot montajına yapıştırılmasının ve gaz difüzyon tabakalarının saçınım sistemi kullanılarak platinle kaplanmasının zar elektrot montajlarının performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yakıt pillerinin montajı sırasındaki sıkıştırma miktarının, yakıt pilinin çalışması esnasında basınçlandırma valfının kullanılmasının ve bu basınçlandırma valfının açık ve kapalı kalma sürelerinin hava soluyan tipi proton geçirgen zarlı hidrojen yakıt pili performansı üzerindeki etkisi incelenmiş ve üretilen yakıt pilinin performansının zamana karşı değişimi gözlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışma ile bilgimiz dahilinde insansız hava uçağında kullanılabilecek kalitede yakıt pilleri ilk defa ülkemizde üretilmiştir.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are one of the good candidates for powering unmanned aerial vehicles due to their low weight and hig durability when compared to well known batteries, e.g. lithium polymer batteries. Fuel cells especially with recent developments in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) provide longer flying times up to three times that of lithium batteries. This makes them highly suitable in unmanned aerial vehicles. For these reasons, the intellectual property obtained from a project supported by Ministry of Science, Industry and Technology was used for manfacturing PEM fuel cells producing 50, 110, 150 and 200 Watts to make them available for unmanned aerial vehicles. Since the heart of the any fuel cell is the membrane electrode assembly, the performance of a fuel cell is mainly dependent on the structure of the membrane electrode assembly. Therefore, we mainly concentrated on increasing the performances of the membrane electrode assemblies that will eventually be used in these fuel cells manufactured within this study. For this purpose membrane electrode assemblies with various catalyst surfaces and thicknesses were tested. The influence of several other parameters such as the amount of pressure applied on the membrane electrode assembly, platinum sputtering on cathode as well as gas diffusion layers and laminating the gas diffusion layer to the membrane electrode assembly with ionomer and catalyst solution on the PEMFC performance were evaluated. Also, other critical parameters such as compression of the whole stack of the fuel cell and the purging time with the purge valve were analyzed to better utilize them in unmanned air vehicles. With this work, to the best our knowledge for the first time in Turkey, fuel cells at various powers available for unmanned aerial vehicles were produced and tested.

Benzer Tezler

  1. Modelling and simulation of the pem fuel cell on mq1- predator unmanned air vehicle

    Mq-1 predator insansız hava aracında pem tipi yakıt pilinin modelleme ve simülasyonu

    OSMAN SÖZEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN

  2. Düşük irtifa insansız hava araçları için 150 watt'lık PEM yakıt pili sistemi geliştirilmesi

    Development of 150 watt PEM fuel cell system for low altitude unmanned aerial vehicles

    MUSTAFA GÖREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Havacılık MühendisliğiNiğde Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SELAHATTİN ÇELİK

  3. Development of solid sodium borohydride hydrogen gas generator for portable PEM fuel cell applications

    Taşınabilir PEM yakıt pili uygulamaları için katı sodyum borhidrür hidrojen gaz jeneratörünün geliştirilmesi

    ASLI BORAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İNCİ EROĞLU

  4. Development of air-breathing polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell for small uav application

    Küçük İHA uygulamaları için hava dolaşımlı polimer elektrolit zarlı yakıt hücre geliştirilmesi

    NOOR UL HASSAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Şehir Üniversitesi

    Endüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHADIR TUNABOYLU

  5. Bir mini İHA için yakıt pili-batarya hibritlemesinin bir boyutlu analizi

    One-dimensional analysis of fuel cell-battery hybridization for a mini UAV

    OĞUZHAN BALTA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAMİ HORUZ