Geri Dön

Doğrudan 2-propanol yakıt hücresinin performans analizi

Performance analysis of direct 2-propanol fuel cell

  1. Tez No: 386740
  2. Yazar: EZGİ ALEMDAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. NİYAZİ ALPER TAPAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Yakıt hücreleri kendi içlerinde oksijen ve hidrojeni suya çevirirken elektriksel enerji üreten enerji dönüşüm cihazlarıdır. Taşınabilir elektronik cihazların güç kaynaklarında doğrudan alkol yakıt hücrelerinin kullanımı tercih edilmektedir. Son zamanlarda 2-propanol gibi bazı ikinci derece alkollerin seyreltilmiş sulu çözeltilerde ve düşük akım yoğunluklarında gösterdikleri yüksek performans nedeniyle doğrudan alkol yakıt hücrelerinde kullanımı incelenmektedir.Bu çalışmada bir doğrudan alkol yakıt hücresinin hücre performansı, açık devre voltajı, maksimum akım yoğunluğu ve maksimum güç yoğunluğu değişik alkol konsantrasyonlarında ve hücre sıcaklıklarında ölçülmüştür. Yakıt hücresinin performansını etkileyen parametreleri bulmak için yarı ampirik bir model kullanılmıştır. Parametre tahmini Levenberg Marquardt algoritması kullanılarak lineer olmayan en küçük kareler metoduyla yapılmıştır. Elde edilen parametreler doğrudan metanol yakıt hücresi için literatürden derlenmiş parametrelerle karşılaştırılmıştır. Çalışma sıcaklığı ve alkol konsantrasyonunun bu parametrelere etkisi de incelenmiştir.Doğrudan 2-propanol yakıt hücresi en yüksek hücre performansına 1 M 2-propanol konsantrasyonu ve 80ºC hücre sıcaklığında ulaşmıştır. En yüksek pratik verim 2 M 2-propanol konsantrasyonu ile 60 ºC hücre sıcaklığında elde edilmiştir. Çaprazlama akımı 0.5 M 2-propanol konsantrasyonu ve 40ºC hücre sıcaklığında minimum değerdedir.Yapılan çalışmalar göstermektedir ki, doğrudan 2-propanol yakıt hücreleri metanol yakıt hücrelerine göre daha yüksek açık devre potansiyellerine ve daha düşük çaprazlama akımlarına sahiptir. Alkol yükseltgenmesi ve kütle transferi hızlıdır, bu da yüksek akım ve güç yoğunluklarına neden olmaktadır. Bu avantajlarına rağmen 2-propanolün doğrudan alkol yakıt hücrelerinde yakıt olarak kullanımı düşük reaksiyon hızı ve aseton gibi ara ürünlerin zahirleme etkisi nedeniyle sınırlanmaktadır.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are electrochemical energy transformation devices that produce electrical energy when hydrogen and oxygen are converted into water inside. Use of direct alcohol fuel cells are favoured at power sources of mobile electronic devices. Recently use of some second-order alcohols like 2-propanol are being investigated in direct alcohol fuel cells in consideration of high performance at lower current densities and in aqueus solutions.In this study cell performance, open circuit voltage, maximum current density and maximum power density of a direct 2-propanol fuel cell were measured at various alcohol concentrations and cell temperatures. A semi emprical model was used for estimination of parameters that effects the performance of the fuel cell. Parameter estimination was performed by non-linear least squares method using Levenberg Marquardt algorithm. These parameters were compared with the parameters collected from literature for direct methanol fuel cell. The effects of operating temperature and alcohol concentration on these parameters were also investigated.Direct 2-propanol fuel cell shows the highest performance at 1 M 2-propanol concentration and 80ºC operating temperature. The highest practical efficiency was obtained at 2 M 2-propanol concentration and 60ºC operating temperature. Cross-over current was minimum for 0.5 M 2-propanol concentration and 40ºC operating temperature.Studies shows that direct 2-propanol fuel cells have higher open circuit potentials and lower cross-over currents than direct methanol fuel cells. Alcohol oxidation and mass transfer are fast, so high current and power densities are obtained. Despite these advantages the use of 2-propanol as a fuel for a direct alcohol fuel cell is limited due to the slow reaction rate and poisoning by intermediate species like acetone.

Benzer Tezler

  1. Soya yağının yerinde alkolizi

    In situ alcoholysis of soybean oil

    GÖKHAN KILDIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. SELME TÜRKAY

  2. Sığala (Liquidambar orientalis Miller) uçucu bileşenlerinin kimyası ve biyolojik aktivitelerinin incelenmesi

    Investigation of sweetgum (Liquidambar orientalis Miller) chemistry of essential components and biological activities

    BETÜL BÜYÜKKILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu Üniversitesi

    Farmakognozi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BETÜL DEMİRCİ

  3. Pirinç kepeği yağının yerinde esterleşmesi ile yağ asitleri monoesterleri üretimi

    Production of fatty acids monoesters by in-situ esterification of rice bran oil

    SEVİL YÜCEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP SELMA TÜRKAY

  4. Hekzaklorosiklotrifosfazatrien ve pentaeritritol türevi fosfazen ile aminoalkollerin reaksiyonları

    The Reactions of hexachlorocyclotriphosphazatriene and pentaerythritol substituted phosphazene with aminoalcohols

    ŞULE ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    KimyaGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AYLİN USLU