Geri Dön

Tek hücreli erimiş karbonat yakıt hücresi (EKYH) için matriks geliştirilmesi ve sistem tasarımı

Development of matrix and sytem design for single molten carbonate fuel cell

PDF İndir

  1. Tez No: 545651
  2. Yazar: SELİM GEMİCİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜLAY ÖZKAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 211

Özet

Bu tez çalışmasında; elektrolit, taşıyıcı polimerik veya seramik matriks ile iyon akışını sağlayan anot ve katot elektrotlarla birlikte hücreye yakıt ve oksitleyiciyi dağıtan bipolar plakalardan oluşan Erimiş Karbonat Yakıt Hücresi silindirik geometride literatürden farklı kanal tasarımı ile imalatı yapılmıştır. Çalışma dört aşamada gerçekleştirilmiştir; İlk aşamada CATIA programı kullanılarak EKYH 'nin silindirik geometride (5-7,5 cm aktif bölge çapında) salyangoz kanallı tasarımı ve paslanmaz çelikten (S316) imalatı yapılmıştır. İkinci aşamada; anot, katot ve elektrolit sentezi ile elde edilen ham şeritlerin döküm yöntemiyle deneysel ölçekte üretimleri gerçekleştirilerek karakterizasyonları yapılmıştır. Ham şeritlerin hazırlanmasında; çözücü, bağlayıcı, dağıtıcı, plastikleştirici oran ve miktarlarını değiştirerek döküm çamurunun viskozite, kayma gerilimi, tiksotropi ölçülmüş ve akış özellikleri belirlenmiştir. Şeritler kurutulduktan sonra mekanik testler ve gözeneklilik gibi fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Nikel Anot için % 32 ile % 53 oranları arasında karışımlar kullanılarak en iyi oran % 53 olarak belirlendiğinde bağlayıcı ile plastikleştirici oranı 2:1 olarak kullanılmıştır. Katot karışımı için ise nikel oksit % 32 ile % 53 arasında karışımlar kullanılarak en iyi oran % 52 olarak belirlendiğinde bağlayıcı ile plastikleştirici 3:1 oranında kullanılmıştır. Elektrolit için ise LiAlO2 için % 22 ile % 24 arasında karışımlar kullanılarak en iyi oran % 24 olarak belirlenmiştir. Sentezlenen ham şeritler kalsinasyon ve sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise gaz akış oranlarının, hücre potansiyeli üzerine olan etkileri incelenmiştir. 2 mm kalınlığındaki elektrolit ile 700 oC'de 42,8 ml/dk hava akış hızı, 27,2 ml/dk hidrojen gaz akış hızı ile yaklaşık 0,4 V değerinde ulaşılmıştır. Elektrolit kalınlığının 1 mm kullanıldığı performans deneyinde 700 oC'de 0,65 V gerilim değerleri ölçülmüştür. Son olarak çalışma koşullarının yakıt hücresi performansı üzerine etkisi MATLAB ortamında EKYH modeli oluşturularak incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis; The raw strip preparation, fuel cell design, production and performance tests were performed for the Molten Carbonate Fuel Cell, consisting of electrolyte, carrier polymeric or ceramic matrix and anode and cathode electrodes which provide ion flow, and bipolar plates which distribute fuel and oxidizer to the cell. Experiments were performed in four stages.In the first stage of the experimental work, the CATIA program was used to design the MCFC with a cylindrical geometry (around 5-7.5 cm active zone), snail channel and stainless steel (S316)designproduction has been realized. In the second stage, experimental production of anode, cathode and electrolyte raw tapes were produced and charaterized by casting methode for anode, cathode and electrolyte materials used in EKYH systems. In the preparation of raw strips; viscosity, shear stress, thixotropy of casting slurry were measured and flow properties were determined by changing the ratio and amounts of solvent, binder, dispersant and plasticizer. After strips were prepared, their physical characteristics such as mechanical strength and porosity were evaluated. For the anode mixture the best ratio is determined as 53 % (Nickel) while using the mixtures of 32 to 53 % of nickel. For the cathode mixture, the best ratio is determined 52 % (Nickel Oxide) while using the mixture of 35 to 52% for nickel oxide. For the matrix, the best ratio is determined as 24 % (LiAlO2) while using the mixture of 22 to 24 % for LiAlO2. In the third phase, the gas flow rate have cell potentia lthe effects on them have been examined. Electrical current and potential measurements were made. With an electrolyte of 2 mm thickness, an air flow rate of 42.8 ml/min and a hydrogen gas flow rate of 27.2 ml/min at 700 oC was reached to 0.4 V. In the performance test where electrolyte thickness was 1 mm, voltage values of 0.65 V were measured at 700 oC. Finally, an MCFC model was created and detailed in the Matlab environment in order to elaborate the effect of the fuel cell performance.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    295805

    Dolu kalıba döküm yöntemi ile hücresel metal üretimi

    Production of cellular metals with lost foam

    ATEŞ ÜSTER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM

  2. Tez No

    656901

    Microalgae growth in anaerobic digestate for high-value product recovery

    Anaerobik çürütücü çıkış suyunda büyütülen mikroalglerden değerli ürün geri kazanımı

    HANDE ERMİŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ

  3. Tez No

    522476

    Farklı yakma esaslı sentez yöntemleri ile Ce0,80Sm0,20O1,90 elektrolitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of Ce0,80Sm0,20O1,90 electrolytes via different combustion based synthesis methods

    BURCU AYGÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER

  4. Tez No

    661476

    Bayesian networks for omics data analysis in hepatocellular carcinoma single-cell sequencing

    Hepatosellüler karsinomun tekil hücre diziliminde omiklerin veri analizi için Bayes ağları

    MUNTADHER ZAHID JIHAD

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    GenetikHacettepe Üniversitesi

    Biyoenformatik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İDİL YET

  5. Tez No

    850798

    Cell subtype specific roles of glial cells in alzheimer's disease by network-based analysis of single-cell multi-omic data

    Tek hücreli çoklu omik verilerin ağ tabanlı analizi ile alzheimer hastalığında glial hücrelerin hücre alt tipine özgü rolleri

    ATILAY İLGÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyomühendislikGebze Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR

Geri Dön