İnsansız hava aracı için polimer elektrolit membran yakıt hücresi yığını geliştirilmesi
Development of polymer electrolyte membrane fuel cell stack for unmanned aerial vehicle
- Tez No: 392197
- Danışmanlar: PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ, YRD. DOÇ. DR. LEVENT AKYALÇIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Sivil Havacılık, Chemical Engineering, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Polimer elektrolit membran yakıt hücreleri yüksek verimlilikleri, düşük operasyon sıcaklıkları, ihmal edilebilir gürültü ve titreşim değerleri, hızlı başlangıç cevabı, yüksek enerji yoğunluğu ve uzun menzil sağlaması açısından insansız hava araçlarının itki sistemleri için önemli bir adaydır. Bu çalışmada, öngörülen motorun çalışması için gerekli olan 12 V ve maksimum 32 A değerleri, tasarlanacak olan yakıt hücresinin bipolar plakaları, akış kanallarının geometrisi, yakıt hücresinin çalışma voltajını ve akımını belirlemede kullanılmıştır. Nafion 115 membran ve gaz difüzyon tabakası olarak SGL BC 10 karbon kağıt seçilmiştir. Katalizörlü yüzey için 0,5 mg Pt /cm2 olacak şekilde ultrasonik püskürtme yöntemi ile yüzey üzerine püskürtülmüştür. Sonrasında membran elektrot bileşkesi sandaviç şeklinde bir araya getirilmiştir. Kısa yakıt hücre yığınına geçilmeden önce tekli yakıt hücresinin testleri yapılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki yapılan deneyler ile beraber bilgisayar destekli analizin gerekliliği, yakıt hücre yığının oluşturulması aşamasına geçilmeden önce önemli bir adımdır. Ayrıca hücre içinde kullanılan sızdırmazlık elemanın seçimi, hücre çalışma koşulları ve verimlilik açısından oldukça hayati bir öneme sahiptir.
Özet (Çeviri)
The polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) is one of the important candidate for unmanned aerial vehicle (UAV) propulsion system due to high efficiency, low operating temperature, negligible noise and vibration, quick start up, high specific energy density and providing long endurance. In this study, power requirements during take-off, cruise flight and manoeuvre were measured on ground test set up for brushless engine that has 12 V operational voltage and 32 A maximum current. These test results were used to calculate the maximum fuel cell operating voltage and current for a certain surface area of a PEM fuel cell. After all the number of bipolar plates, rib-channel geometry and graphite bipolar plate's thickness are determined for fuel cell operating voltage, current and dimensional limits. NafionTM115 membrane, SGL BC 10 carbon paper as a gas diffusion layer (GDL) are selected for membrane electrolyte assembly (MEA). The catalyst layer (CL) was ultrasonically sprayed over the GDL, having micro porous layer. Amount of the loaded catalyst was 0,5 mg Pt/cm2 for both anode and cathode. To have a MEA, membrane was sandwiched in between two electrodes.. The results of these studies show that validation between the CFD analyses and experiments are very crucial step. Furthermore sealing materials for fuel cell operating pressure and temperature are also important for PEMFC stack for UAV application.
Benzer Tezler
- 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
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Development of air-breathing polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell for small uav application
Küçük İHA uygulamaları için hava dolaşımlı polimer elektrolit zarlı yakıt hücre geliştirilmesi
NOOR UL HASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Şehir ÜniversitesiEndüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR TUNABOYLU
- Design and control of an autonomous blimp
Otonom hava aracı (Zeplin) tasarımı ve kontrolü
ERTUĞRUL BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Design and performance analysis of a mini unmanned coaxial helicopter
İnsansız eşeksenli mini helikopterin tasarım ve performans analizi
BELKIS ERZİNCANLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. RÜSTEM ASLAN