Geri Dön

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

  1. Tez No: 416934
  2. Yazar: MURAT ÇELİK
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÜLŞAH ÖZIŞIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. PBI esaslı PEM yakıt pilindeki suyun transferi

    Water transfer in PBI based PEM fuel cell

    MUHAMMET ÇELİK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    EnerjiErciyes Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GAMZE GENÇ

  2. 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

    İngilizce

    2018

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN

  3. Production of carbon nanotube reinforced nanoprepregs and their characterization

    Karbon nanotüp takviyeli nanoprepreglerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    BEYZA BOZALİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZDEN YENİGÜN

  4. 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

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKAY ÖZAYTEKİN

  5. 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

    Türkçe

    2021

    EnerjiKonya Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN AKYILDIZ

    PROF. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU