Geri Dön

PEM tipi yakıt hücrelerinde tasarım ve işletme parametrelerinin hücre performansına etkisi

The effect of operating and design parameters on the performance of PEM fuel cells

  1. Tez No: 549403
  2. Yazar: PELİN MERAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İMDAT TAYMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sakarya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Yapılan bu tez çalışmasında, tek kanallı bir hücreden oluşan 1,5 〖cm〗^2 aktif alana sahip PEM yakıt hücresinde, anot akım toplayıcı plakaya 3 farklı sayıda engel yerleştirilerek geometri oluşturulmuş ve ANSYS Fluent 17.0 modülü kullanılarak analiz gerçekleştirilmiştir. Temel kimyasal ve termodinamik özellikler göz önünde bulundurularak oluşturulan tek kanallı hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeli için engel ölçüleri sabit kalacak şekilde sınır şartları ve işletme parametreleri tanımlanmıştır. Yakınsamanın elde edildiği iterasyon sayısında yapılan çözümleme sonuçlarına göre farklı pil potansiyelleri için akım yoğunluğu ve güç polarizasyon eğrileri; basınç, sıcaklık, hız dağılım grafikleri ve çalışma basıncının etkilerini gösteren eğriler elde edilmiştir. Değişimleri gösteren polarizasyon eğrileri temel alınarak yakıt hücresi için optimum işletme parametreleri belirlenmiştir. Sonuçlar engelsiz tek kanallı yakıt hücresi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre engellerin hücre modelinde sadece tek tarafta olmasından dolayı çok büyük farklar oluşmamış olup en iyi akım ve güç yoğunluğu 2 engelli yakıt hücresinde elde edilmiştir. Optimum pil potansiyeli 0,65V olarak belirlenmiş olup bu değerde 0,1743 A/〖cm〗^2 akım ve 0,1221 W/〖cm〗^2 güç yoğunluğu elde edilmiştir. Akışın engeller koyularak engellenmesi diğerlerine kıyasla daha fazla verim elde edilmesini sağlamıştır fakat engellerin arttırılması akış alanında sınırlamalar oluşturmuş ve en çok engel sayısında en az verim elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, in the PEM fuel cell which has 1,5 〖cm〗^2active area and consists of a single channel cell, geometry was created by placing 3 different number of obstacles on the anode current collector plate and analysis was performed by using ANSYS Fluent 17.0 module. The boundary conditions and operating parameters have been defined for the single channel computational fluid dynamics model which is formed regarding basic chemical and thermodynamic properties. According to the analysis results of the iteration number in which convergence is obtained,current concentration and power polarization curves for different cell voltages; concentration graphics of pressure, temperature and velocity and curves showing the effects of working pressure have been obtained. The optimum operating parameters for the fuel cell were determined based on the polarization curves indicating the changes. The results were compared with unobstructed single channel fuel cell results. According to the analysis results, there were no significant differences due to the fact that the obstacles were only on one side in the cell model, and the best current and power concentration were obtained in fuel cells with 2 blockage. Optimum battery potential is set at 0.65V and 0.11741 A /〖cm〗^2 current concentration and 0.1221 W /〖cm〗^2 power concentration were obtained at this value. Preventing the flow by blockages has increased efficiency compared to others, but increasing the blockage number has created limitations in the flow area and the lowest effiency was obtained with maxiumum number of blockages.

Benzer Tezler

  1. PEM tipi yakıt hücrelerinde gaz akış kanalı içerisindeki engelleyici blokların hücre performansına etkisinin sayısal olarak incelenmesi

    Numerical investigation of the effects of obstacles with the gas flow channels in PEM fuel cells

    SAFİYE NUR ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İMDAT TAYMAZ

  2. PEM tipi yakit hücrelerinde optimum akış plakalarının deneysel ve teorik olarak belirlenmesi

    Experimental and theoretical determination of optimum flow plates in PEM type fuel cells

    ELİF EKER KAHVECİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İMDAT TAYMAZ

  3. PEM tipi yakıt hücresi reaktant akış kanallarının üç boyutlu modellenmesi

    Three dimensional modeling of PEM type fuel cell reaktant flow channels

    İSMAİL ÖZGÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN KAHRAMAN

  4. Sodyum borhidürürün elektrokimyasal oksidasyon ile yakıt pillerinde doğrudan kullanımı

    Direct use of sodium borohydride by electrochemical oxidation in fuel cells

    AYŞE ELİF SANLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL

  5. Metan esaslı katı oksit yakıt hücreleri için anot katalizörlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of anode catalyst for methane based solid oxide fuel cell

    VEDAT SARIBOĞA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Enerjiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. ALİ GÜRKAYNAK