Three dimensional and two-phase modeling of a flowing-electrolyte direct methanol fuel cell
Akan elektrolitli doğrudan metanollü yakit pilinin üç boyutlu iki fazli modellenmesi
- Tez No: 491155
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Doğrudan metanollü yakıt pilleri (DMYP) gelecek vaat eden, küçük ölçekli taşınabilir uygulamalar için güç üretebilen bir teknolojidir. Bu teknolojinin en büyük eksikliklerinden birisi, çalışma durumunda anottan katoda doğru istenmeyen metanol geçişidir. Bu metanol geçişi katot katalist tabakada bozulmalara neden olarak yakıt pili performansını etkiler. Akan elektrotli yakıt pili, doğrudan metanollü yakıt pilinin (AE-DMYP) bu eksikliğini engellemek için potansiyel bir çözümdür. Bu yakıt pilinde, anot ve katot akan bir elektrolit yardımıyla (seyreltilmiş sülfirik asit) ayrılarak anottan katoda geçmek için girişimde bulunan metanolü engelleyerek katodu korur. Bu çalışmada, akan elekrolitli doğrudan metanollü yakıt pilinin performans karakteristikleri değerlendirilmiştir. Modellemede korunum denklemleri (kütle, momentum, kimyasal tür, yük ve enerji) ve yardımcı denklemler birleştirilerek, ticari bir yazılım olan ve sonlu elemanlar metoduna dayanan COMSOL Multiphysics kullanılarak çözülmüştür. 3 boyutlu iki fazlı ve 2 boyutlu iki fazlı izotermal olmayan modeller geliştirilmiştir. Bu modeller kullanılarak, önemli parametrelerin (akan elekrolit kanalı kalınlığı, yakıt ve hava sıcaklığı gibi) etkisi araştırılmıştır. Bu parametrik çalışmaların sonucunda, güç yoğunlukları ve türlerin (su, metanol ve oksijen) konsantrasyon ve sıcaklık dağılımları değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Direct methanol fuel cell (DMFC) is an up and coming technology to produce electrical power for small-scale applications. One of the biggest challenges of DMFCs is the unwanted crossover of methanol from the anode to the cathode during its operation. This methanol crossover gives rise to degradation to the cathode catalyst layer. The flowing electrolyte – direct methanol fuel cell (FE-DMFC) is a potential solution to this shortcoming, whereby the anode and cathode are separated by a flowing liquid electrolyte, such as diluted sulfuric acid. Any methanol that attempts to crossover is removed by the flowing electrolyte channel, thus protecting the cathode. In this study, the performance characteristics of a FE-DMFC was evaluated through the modeling studies. In the modeling, the conservation equations (mass, momentum, chemical species, charge, and energy) and the auxiliary equations (e.g. Butler-Volmer equation) were coupled together and solved using COMSOL Multiphysics, which is a commercial software package based on finite element analysis. Two different models, which are three dimensional two phase and isothermal and two dimensional two phase and non-isothermal were developed. Using these models, the effect of several key input parameters (e.g. thickness of flowing electrolyte channel anode and cathode inlet temperatures) were investigated. As a result of these parametric studies, power density and the distributions of the species (water, methanol and oxygen) and temperature were evaluated.
Benzer Tezler
- Zorlanmış salınımlı dikey akışta gözenekli ortamın ısı geçişine etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations on the effect of porous media on heat transfer from vertical forced oscillated fluid flow
ESRA KEŞAF
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. ERSİN SAYAR
- Kısmi aralıklarla tamamlanmış kuyuların performansı
Selectively-completed well performance
YILDIRAY ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. TURHAN YILDIZ
- Kesirli mertebe tek kutuplu sistem modeli için tam sayı mertebe PID kontrolör tasarımı
Design of integer order PID controller for fractional order single pole system model
ERHAN YUMUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Chiller ve soğutucu-nem alıcı serpantin çiftinin modellenmesi
Modelling of chiller and air cooling-dehumidifying coils
ALİ KILIÇARSLAN
- Değişik yükleme durumlarında polipropilen gerilme gevşemesine bağlı olarak viskoelastik davranışının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SEMİH ATAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA AKKURT