Gaz difüzyon tabakalarında termal iletkenlik katsayısı tayini ve proton değişim membran yakıt pilinin izotermal olmayan modelinin geliştirilmesi
Determination of thermal conductivity coefficient in gas diffusion layers and development of the non-isothermal model of proton change membrane fuel cell
- Tez No: 535693
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CENK ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: GDT Isı Transfer Katsayısı, Parametrik Analiz, PEM Yakıt Pili Modelleme, GDL Heat Transfer Coefficient, Parametric Analysis, PEM Fuel Cell Modeling
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 267
Özet
Bu tez kapsamında, öncelikle genel anlamda yakıt pilleri, kullanım alanlarından bahsedilmiş, yakıt pili içerisinde olan fiziksel ve kimyasal olaylarla ilgili detaylar ile bu detayların çözülmesinde farklı yaklaşımlardan bahsedilmiştir. Çalışmanın esas kapsamını oluşturan bölüm olan PEM tipi bir yakıt pilinin modellenmesi, literatür de bulunan deneysel bir çalışmanın verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Modelleme işlemi gerçekleştirilirken, yakıt pilinde kullanılan herbir eleman ve gerçekleşen herbir olay için mümkün olduğunca deneysel verilerden elde edilen fonksiyonlar kullanılmıştır. Bu bağlamda, literatür de daha önce verilmemiş olan, gaz difüzyon tabakalarının sıcaklığa bağlı ısı transfer katsayıları deneysel yöntemle tayin edilmiş ve modelde kullanılmıştır. Modelleme çalışması Comsol Multiphysics ticari yazılımı ile yapılmış olup, tek kanallı, izotermal olmayan, yatışkın halde, üç boyutlu bir yakıt pilini içermektedir. Geliştirilen model referans alınan deneysel çalışma ile karşılaştırılmış ve doğrulanmıştır. Buna istinaden, yakıt pili işletme parametreleri, geometrik parametreler ve malzeme özelliklerinden oluşan bir dizi parametre seçilmiştir. Seçilen her bir parametreye, deneysel çalışma da kullanılan değerler ile beraber biri bu değerlerin altında, biri üstünde olmak üzere üç farklı değer atanmıştır. Sunulan model, her bir parametre değeri için çözdürülmüş ve yakıt pili performans grafikleri oluşturulmuştur. Bu performans grafikleri ve beraberinde verilen hücre sıcaklığı, membran üzerindeki akım yoğunluğu, kanal içindeki hidrojenin, oksijenin ve katot tarafındaki suyun kütlece oranlarını gösteren sonuçlar ile birlikte yorumlanarak, hangi parametrenin yakıt pili performansını nasıl etkilediği saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
In the scope of this thesis, firstly the fuel cells in general terms, usage areas are mentioned, details about the physical and chemical events in the fuel cell, and different approaches in solving these details are mentioned. The modeling of a PEM type fuel cell, which is the part that constitutes the main scope of the study, was carried out using the data of an experimental work in the literature. When modeling is performed, each element used in the fuel cell and the functions obtained from the experimental data as much as possible for each event are used. In this context, heat transfer coefficients of gas diffusion layers, which have not been given previously in the literature, have been determined depending on the temperature by the experimental method and used in the model. The modeling work was done with commercial software from Comsol Multiphysics and contains a single channel, nonisothermal, steady, three-dimensional fuel cell. The developed model was compared and verified with the reference experimental work. In this regard, a number of parameters have been selected which consist of fuel cell operating parameters, geometric parameters, and material properties. Each selected parameter has three different values, one of which is below and one above the values used in the experimental study. The presented model was solved for each parameter value and fuel cell performance graphs were created. These performance graphs, together with the accompanying cell temperature, the current density on the membrane, the hydrogen, oxygen in the channel, and the mass proportions of the water on the cathode side were interpreted to determine which parameter affected the fuel cell performance.
Benzer Tezler
- Electrocatalyst development and modeling of nonisothermal two-phase flow for PEM fuel cells
PEM yakıt pili için elektrokatalizör geliştirilmesi ve izotermal olmayan iki fazlı akışın modellenmesi
BERKER FIÇICILAR
Doktora
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Polimer elektrolit membran yakıt hücrelerindeki farklı membran ve gaz difüzyon tabakalarının termo-osmoz ve hidrolik geçirgenlik ölçümleri ve modellenmesi
Thermo-osmosis and hydraulic permeability measurements and modeling of different membrane and gas diffusion layers in polymer electrolyte membrane fuel cells
KEREM BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT AKYALÇIN
- Polietilen hibrit sistemlerin hazırlanması ve gaz geçirgenlik özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of polyethylene hybrid systems and determination of their gas permeation properties
GÖKSU SOYUBOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KAŞGÖZ
- Ti6Al4V alaşımının silisyumlanması ve silisit kinetiklerinin incelenmesi
Siliconizing of Ti6Al4V alloy and investigation of silicides kinetics
EŞREF FURKAN TEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE FATMA ÇELEBİ EFE
DOÇ. DR. TUBA YENER
- KRTD-bor uygulamasında alüminyum oksit (Al2O3) katkısının etkisi
The effect of aluminum oxide (Al2O3) additive in CRTD-bor application
DENİZ AKGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ