Katı oksit yakıt pilleri için akış alanı tasarımı ve optimizasyonu
Flow field design and optimization for solid oxide fuel cells
- Tez No: 758816
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Arabağlantı, Modelleme, Yakıt pili, Interconnection, Modelling, Fuel cell
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez kapsamında katı oksit yakıt pilinin önemli bir sistem elemanı olan ve üzerlerinde akış kanalı bulunduran interkonnektörlere odaklanılmıştır. İnterkonnektörler, bu akış kanalları vasıtasıyla gazların homojen bir şekilde dağıtımını sağlarken, aynı zamanda membran elektrot grubunda üretilen akımın toplanmasını da sağlamaktadır. Bu akış kanallarının geometrisinin tasarımı; ısı, madde ve momentum aktarımlarını etkilediği için katı oksit yakıt pili performansı açısından oldukça önemli olmaktadır. Bu çalışmada yakınsak ve ıraksak akış kanalları tasarlanarak kanal geometrisinin sayısal optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarla doğrulanan model üzerinde yapılan optimizasyonlar neticesinde en yüksek performans, yakınsak tasarımlar arasında 0,211 W/cm2 maksimum güç yoğunluğu ile elde edilmiştir. Baz durum olarak değerlendirilen klasik akış kanal tasarımına sahip interkonnektörler için ise bu değer 0,153 W/cm2 olarak bulunmuştur. Hücre performansındaki ~%38 değerinde iyileşme, yeni akış alanı tasarımının sağladığı daha homojen madde ve akım yoğunluğu dağılımıyla açıklanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the interconnectors, which are one of the significant solid oxide fuel cell system elements and have flow channels, are focused. While interconnectors ensure a homogeneous distribution of gases through these flow channels, they are also employed to collect the current produced in the membrane electrode group. The design of the geometry of these flow channels is very important in terms of solid oxide fuel cell performance, since it affects the heat, mass and momentum transfers. In this study, convergent and divergent flow channels are designed and numerical optimization of the channel geometry is performed. As a result of the optimizations carried out on the model, which is verified by experimental studies, the highest performance is obtained with a maximum power density of 0.211 W/cm2 among the convergent designs. For interconnectors with classical flow channel design, which is considered as the base case, this value is found to be 0.153 W/cm2. The improvement in cell performance of ~38% is explained by the more homogeneous distribution of reactants and the resultant current density provided by the new flow field design.
Benzer Tezler
- Katı oksit yakıt pilleri için ince sac interkonnektörlerle akış alanı geliştirilmesi
Improvement of flow area with thin sheet interconnectors for solid oxide fuel cells
EMRE UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Katı oksit yakıt pilleri için pres yöntemiyle interkonnektör geliştirilmesi
Development of interconnectors for solid oxide fuel cells via press-shop
SEZER ÖNBİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. BORA TİMURKUTLUK
- Thermal management of solid oxide fuel cells by flow arrangement
Katı oksit yakıt hücrelerinin akış ayarlamasıyla ısıl yönetimi
FIRAT ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKER TARI
- Farklı çalışma parametrelerinde katı oksit yakıt pillerinin sayısal analizi
Numerical analysis of solid oxide fuel cells in different operation parameters
SILA AKSONGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL BAŞKAYA
- Hidrojen yakıtlı katı oksit yakıt hücrelerinde katot ve anot yüzeylerine uygulanan katkı ve ince film kaplamaların çoklu fizik tabanlı incelenmesi
Multiple physics-based investigation of additives and thin film coatings applied to cathode and anode surfaces in hydrogen-fuelled solid oxide fuel cells
RAMAZAN BURAK ÖTGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ONAY