PBI esaslı PEM yakıt hücresinde işletme parametrelerinin değişken akım yoğunluğuna etkisinin sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the effects of operating parameters on the exchange current density in a PBI based PEM fuel cell
- Tez No: 416934
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÜLŞAH ÖZIŞIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Bu tez çalışmasında, polibenzimidazol (PBI) esaslı bir polimer elektrolit membrana sahip yüksek sıcaklıkta çalışan PEM tipi yakıt hücresinin değişken akım yoğunluğu parametresine sıcaklık, bağıl nem ve asit katkısı seviyesi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda yakıt hücresi, çeşitli koşullarda test edilerek bu koşulların değişken akım yoğunluğu üzerindeki etkisi açıklanmıştır. 6 farklı asit katkısı seviyesine (4.26, 4.53, 4.95, 5.51, 7.24, 7.51) sahip membranlar yakıt hücresi test istasyonunda 4 farklı sıcaklıkta (120oC, 130oC, 140oC, 150oC) ve 5 farklı bağıl nem seviyesinde (nemsiz, %5, %10, %15, %20) test edilmiş, bu koşullarda elde edilen polarizasyon eğrileri matematiksel bir modelde analiz edilerek değişken akım yoğunluğu değerleri hesaplanmış, daha sonra değişken akım yoğunluğu değerlerinin sıcaklık, bağıl nem ve asit katkısı seviyesi parametrelerine göre değişimi iki adet yeni denklemle ifade edilmiştir. Ayrıca deneysel sistemde kullanılan yakıt hücresinin 2 boyutlu sayısal modellemesi yapılmış, hesaplanan değişken akım yoğunluğu değerleri modele entegre edilerek sayısal ve deneysel sonuçlar mukayese edilmiştir. Sonuç olarak bağıl nemin nemsiz durumdan %10 aralığına kadar artmasıyla değişken akım yoğunluğunun düştüğü, %10 ve %20 bağıl nem aralığında ise büyük bir etkisinin olmadığı saptanmıştır. Tüm asit katkısı seviyelerinde ortak bir davranış görülmemekle birlikte, genel olarak sıcaklık 130oC iken en yüksek değişken akım yoğunluğu değerlerine ulaşıldığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, effects of the parameters such as temperature, relative humidity and acid doping level on the exchange current density of a polybenzimidazole (PBI) based high temperature proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). A PEM fuel cell was tested in various conditions to determine their effects on the exchange current density. Membranes with 6 different acid doping levels (4.26, 4.53, 4.95, 5.51, 7.24, 7.51) were tested in 4 different temperatures 120oC, 130oC, 140oC, 150oC) and 5 different relative humidity levels (dry, %5, %10, %15, %20), the performance was analyzed within a mathematical model to calculate exchange current density, then the relationship between exchange current density and temperature, relative humidity and acid doping level was expressed with two new equations. Furthermore, the fuel cell used in the experimental set up was modelled numerically in 2-D and calculated exchange current density values were integrated into the model in order to compare modeling and experimental results. Consequently, it was found that exchange current density decreases when relative humidity increases from 0% to 10%, whereas no considerable effect was observed in the range of 10% to 20%. Although a common behavior was not observed in all acid doping levels, exchange current density levels reach maximum values at a temperature of 130oC.
Benzer Tezler
- PBI esaslı PEM yakıt pilindeki suyun transferi
Water transfer in PBI based PEM fuel cell
MUHAMMET ÇELİK
Doktora
Türkçe
2015
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GAMZE GENÇ
- 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
- Production of carbon nanotube reinforced nanoprepregs and their characterization
Karbon nanotüp takviyeli nanoprepreglerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
BEYZA BOZALİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Polibenzimidazol ve polibenzoksazol esaslı nanofiberlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation and investigation of properties of polybenzimidazole and polybenzoxazole based nanofibers
HAVVA DİNÇ GÖL
Doktora
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY ÖZAYTEKİN
- Çözelti ve vakum esaslı yöntemler ile perovskit güneş hücrelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production of perovskite solar cells by solution and vacuum based methods and their characterization
İSMAİL CİHAN KAYA
Doktora
Türkçe
2021
EnerjiKonya Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN AKYILDIZ
PROF. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU