Geri Dön

Development of 100W portable fuel cell system working with sodium borohydride

Sodyum bor hidrür ile çalışan 100W portatif yakıt pili sistemi geliştirilmesi

  1. Tez No: 387664
  2. Yazar: SERDAR ERKAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 204

Özet

Yakıt pilleri hidrojenin kimyasal enerjisini elektrokimyasal oksidasyon ve indirgenme reaksiyonları ile doğrudan elektriğe çeviren jeneratörlerdir. Tekli bir yakıt hücresi potansiyeli 0.5 V ile 1 V arasında bir elektrik üretebilir. Kullanılabilir potansiyel, yakıt pili yığınını oluşturmak için hücrelerin seri bağlanması ile sağlanır. 100 W sınıfı yakıt pillerinin kullanılabilmesi için potansiyel bulunmaktadır. Yakıt sağlama portatif yakıt pillerinin temel sorunudur.Bu tezin amacı, portatif uygulamalarda kullanılabilecek bir polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt pili yığınının tasarlanması ve üretilmesidir. PEM yakıt pilinin hidrojen sağlayıcısı olarak NaBH4 hidroliz reaktörü ile birleştirilmesi planlanmıştır. Bu tezin kapsamında membran elektrot atacı (MEA) imalatı için ?ultrasonik sprey kaplama tekniği? adında yeni bir kaplama tekniği geliştirilmiştir. Yeni metal ve grafit plakalar tasarlanmış ve CNC tekniği ile imal edilmiştir. Yakıt besleme ve sistem kontrolü için yakıt pili kontrol cihazı geliştirilmiştir.Yeni metot ile ulaşılan güç yoğunlukları 0.4mg Pt/cm2 platin yüklemesini sabit tutarak %20, %40, %50 ve %70 Pt/C katalizöler için sırasıyla, 0.53, 0.74, 0.77 ve 0.88 W/cm2 ye ulaşmıştır. Güç yoğunluğu artışı, katalizör mürekkebinin ?basınçlı hava sprey tabancası püskürtme yöntemi? ile püskürtülmesine kıyasla %267 artmıştır.PEM yakıt piline ait bütün parçalar tasarlanmış, imal edilmiş ve test edilmiştir. Ulaşılan akım yoğunluğu 12 V potansiyelde 12.9A'e ulaşmıştır ve buna karşılık gelen yığın gücü 155W tır.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are electricity generators which convert chemical energy of hydrogen directly to electricity by means of electrochemical oxidation and reduction reactions. A single proton exchange membrane (PEM) fuel cell can only generate electricity with a potential between 0.5V and 1V. The useful potential can be achieved by stacking cells in series to form a PEM fuel cell stack. There is a potential to utilize 100W class fuel cells. Fuelling is the major problem of the portable fuel cells.The aim of this thesis is to design and manufacture a PEM fuel cell stack which can be used for portable applications. The PEM fuel cell stack is planned to be incorporated to a NaBH4 hydrolysis reactor for H2 supply. Within the scope of this thesis a new coating technique called ?ultrasonic spray coating technique is developed for membrane electrode assembly (MEA) manufacturing. New metal and graphite bipolar plates are designed and manufactured by CNC technique. A fuel cell controller hardware is developed for fuel supply and system control.The power densities reached with the new method are 0.53, 0.74, 0.77, and 0.88 W/cm2 for 20%, 40%, 50%, 70% Pt/C catalyst by keeping 0.4mg Pt/cm2 platinum loading constant, respectively. The power density increase is 267% compared to ?spraying of catalyst ink with air pressure atomizing spray gun?.All parts of the PEM fuel cell stack designed were produced, assembled, and tested. The current density reached is 12.9A at 12 V stack potential and the corresponding electrical power of the stack is 155W.

Benzer Tezler

  1. Linearity and efficiency improvement on RF power amplifiers

    RF kuvvetlendiricilerde doğrusallık ve verimin iyileştirilmesi

    ÖMER AYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı

    PROF. OSMAN PALAMUTÇUOĞULLARI

  2. Fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle katı hal lityum iyon pil bileşenlerinin geliştirilmesi

    Development of solid state lithium-ion battery components by physical vapor deposition method

    ENGİN ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER

  3. Design and implementation of peak current controlled active clamp forward converter for railway applications

    Raylı ulaşım uygulamaları için tepe akım kontrollü aktif-kıskaçileri dönüştürücü devresi tasarımı ve uygulanması

    ÖNDER ERCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT YILMAZ

  4. İleri yönlü – geri dönüşlü tabanlı yeni bir tek aşamalı PFC topolojisinin geliştirilmesi

    Development of a new single stage PFC topology based on forward and flyback converters

    KORAY YILMAZ KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACI BODUR

  5. Boya duyarlı güneş pilleri için ftalosiyanin boyaların geliştirilmesi

    Development of phthalocyanine dyes for dye sensitive solar cells

    YİĞİT CAN DEMİRCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaSakarya Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ÖZACAR