Characterisation of PEM fuel cell cold start process
PEM yakıt pili soğuk çalıştırma prosesinin karakterizasyonu
- Tez No: 783909
- Danışmanlar: PROF. DR. KADİR AYDIN, PROF. DR. SELAHATTİN ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: PEM yakıt pili, soğuk çalıştırma, yardımlı, başlatma tekniği, deneysel, PEM fuel cell, cold start, assisted, starter technique, experimental
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 222
Özet
PEM yakıt pili çalışma koşullarında meydana gelen su partikülleri, sıfırın altındaki sıcaklıklarda donmakta ve başlatma hatasına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, PEM yakıt pilinin soğuk çalıştırma prosesi karakterize edilerek, hızlı, etkili ve az enerji tüketen soğutucu ısıtma tekniğine dayalı bir başlatma yöntemi geliştirilmiştir. Kurulan düzenekteki bileşenlerin soğuk çalıştırma performansına etkisi, aynı enerji tüketim seviyelerinde -10 ile -30 ℃ aralığında yapılan soğuk başlatma testleri ile araştırılmıştır. Testlerde, yakıt hücresi ile harici ısıtma sistemi aynı anda çalıştırılmış ve hücreden akım çekilmiştir. Stak sıcaklığı beş farklı simetrik noktadan takip edilmiş olup, sıcaklık-voltaj-akım profilleri çizdirilmiştir. -10 ℃'deki ön testlerde çalışma sıvısı olarak etanol, çift taraflı ısıtma tipi ve tam güç pompa çalışması en hızlı ısıtmayı sağlayan parametreler olarak belirlenmiştir. Bu sıcaklıkta, aynı enerji tüketim seviyesinde ısıtıcı ve pompa çalışma sürelerinin etkisi karşılaştırılmış ve belirgin bir fark ortaya konulmamıştır. Ancak daha zorlu çalışma sıcaklıklarında (-15 ile -30 ℃ aralığında) uzun pompa çalışmasının, başarılı soğuk çalıştırma prosesi için elzem olduğu ve daha homojen bir sıcaklık profili sağladığı anlaşılmıştır. Harici ısıtma düzeneği sayesinde PEM yakıt pili her koşulda başarılı bir şekilde çalıştırılmış olup, -10, -20 ve 30 ℃'deki testlerde hücre sıcaklığı sırasıyla 20, 40 ve 53 saniye içinde sıfırın üstüne çıkarılmıştır.
Özet (Çeviri)
Water droplets formed in PEM fuel cell operating conditions freeze at sub-zero temperatures and cause start-up failure. In this thesis, a quick, effective, and low energy-consuming coolant heating method has been developed by characterizing the cold start process of the PEM fuel cell. The effects of the components in the experimental setup on the cold start performance were investigated in the range of -10 and -30 ℃. The fuel cell and the external heating system were operated simultaneously and a current was drawn from the cell during the tests. Stack temperature was followed from five different symmetrical places and temperature-voltage-current profiles were plotted. In the preliminary tests at -10 ℃, ethanol as the working fluid, double-sided heating type, and full power pump operation were specified as the parameters that provide the quickest heating. The effect of the heater and pump operating durations under the same energy consumption level were compared and no significant difference was noted at this temperature. However, it is found that long pump operation at extreme conditions (-15 and -30℃ range) is essential for a successful cold start process and it provides a more homogeneous and smooth temperature transition. PEM fuel cell was operated successfully in all conditions thanks to the external heating mechanism, and the cell temperature was increased above zero in 20, 40, and 53 seconds, respectively, in cold start tests at -10, -20, and 30 ℃.
Benzer Tezler
- PEM tipi yakıt hücreleri için karbon-silika kompozit destek malzemesi kullanılarak Pt ve Pt-M katalizörlerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterisation of carbon supported Pt, Pt-M catalysts for pem fuel cells
AYTEKİN UZUNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ATA
- Synthesis and characterisation of pbi membranes for HT-PEM fuel cells
HT-PEM yakıt hücreleri için pbı membran sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET TURAN GÖRÜRYILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL ÖZENLER
- Azot katkılı karbon yapılarının PEM yakıt pili katalizör destek malzemesi olarak sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nitrogen doped carbon structures as a PEM fuel cell catalyst support material
MERVE HURŞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
- Süperkritik karbondioksit depozisyon tekniği ile hazırlanan grafen bazlı platin katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve PEM yakıt pilinde kullanımı
Synthesis and characterization of graphene based platinum catalysts via supercritical carbon dioxide deposition technique and utilization in PEM fuel cell
ELİF DAŞ
Doktora
Türkçe
2018
EnerjiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
- PEM yakıt pilleri için hidrofobik yüzey geliştirilmesi
Development of hydrophobic surface for PEM fuel cells
HANDE UNGAN
Doktora
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN