Geri Dön

Characterisation of PEM fuel cell cold start process

PEM yakıt pili soğuk çalıştırma prosesinin karakterizasyonu

  1. Tez No: 783909
  2. Yazar: ALPARSLAN TOPCU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KADİR AYDIN, PROF. DR. SELAHATTİN ÇELİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: PEM yakıt pili, soğuk çalıştırma, yardımlı, başlatma tekniği, deneysel, PEM fuel cell, cold start, assisted, starter technique, experimental
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çukurova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2011

    EnerjiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ATA

  2. 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

    İngilizce

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL ÖZENLER

  3. 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

    Türkçe

    2019

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN

  4. 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

    Türkçe

    2018

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN

  5. PEM yakıt pilleri için hidrofobik yüzey geliştirilmesi

    Development of hydrophobic surface for PEM fuel cells

    HANDE UNGAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN