Geri Dön

Yeşil hidrojen üretimi için model bir elektrolizörün had analizi

Cfd analysis of a model electrolyzer for green hydrogen

PDF İndir

  1. Tez No: 796192
  2. Yazar: BARAN TAŞĞIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Sıfır emisyon hedefi koymuş medeniyetimiz için karbon temelli enerji kaynaklarından, temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçiş günümüzde araştırılan ve uygulanma yolları aranan en büyük konulardan biridir. Hidrojen bu konuda en büyük potansiyel ve en önemli alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Hidrojen elde etmenin yöntemlerinden biri olan PEM elektrolizörlerin verimliliği ise bu konuda büyük bir öneme sahiptir. Elektrolizörden hidrojen üretiminde elektrolizör verimi ne kadar artarsa hidrojenin karbon temelli kaynaklara olan tercih edilebilirliği de o kadar artar. Bu tez çalışmasında sonlu elemanlar yöntemi ile bir PEM elektrolizör hücresinin belli parametreler aracılığı ile performansı üzerinde araştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan hücre geometrileri COMSOL Multiphysics yazılımı ile farklı parametreleri değiştirilerek sonuçlar grafikler ve yazılı bir biçimde ifade edilmiştir. Oluşturulan PEM elektrolizör geometrisinin sabit bir debi girişinde, kanal sayısı ve kanal uzunluğu değiştirilerek birim hidrojen üretimi değerleri gözlemlenmiştir. Kanal sayısının artırılması hücrenin birim alanda üretilen hidrojen miktarını düşürürken manifolddaki basınç dağılımını daha düzgün hale getirir. Kanal boyundaki kısalma ise hücrenin birim alanda üretilen hidrojen miktarında artışa sebep olur. Yapılan simülasyonlar göstermiştir ki 23 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı 0,13 g/(m2*s) iken, kanal boyu yarıya indirildiğinde bu değer %92,31 artarak 0,25 g/(m2*s)'ye, kanal boyu üçte birine indirildiğinde ise bu değer %188,46 artarak 0,375 g/(m2*s)'e yükselmiştir. 23 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı 0,13 g/(m2*s) iken, 10 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı %123,8 artarak 0,29 g/(m2*s) olmuştur.

Özet (Çeviri)

The transition from carbon-based energy sources to clean and sustainable energy sources for our civilization, which has set a zero emission target, is one of the biggest consumption researches and applications sought today. Hydrogen is the biggest potential and most important alternative in this regard, with restriction provisions. The efficiency of PEM electrolyzers, which is one of the methods of obtaining hydrogen, has a great importance in this regard. The higher the efficiency of the electrolyzer in the production of hydrogen from the electrolyzer, the more preferable hydrogen to carbon-based sources. In this thesis, research has been carried out on the performance of a PEM electrolyzer cell with the finite element method through certain parameters. The created cell geometries were changed with the COMSOL Multiphysics software, and the results were expressed in graphics and written form. Unit hydrogen production values were observed by changing the channel number and channel length at a constant flow inlet of the created PEM electrolyzer geometry. Increasing the number of channels reduces the amount of hydrogen produced per unit area of the cell and makes the pressure distribution in the manifold more uniform. The shortening of the channel length causes an increase in the amount of hydrogen produced per unit area of the cell. The simulations showed that when the full-length channel length model of the 23- channel cell is considered, the unit hydrogen production amount is 0.13 g/(m2*s), when the channel length is halved, this value increases by 92.31% to 0.25 g/(m2*s), and when the channel length is reduced to one-third, this value increases to 0.375 g/(m2*s) with an increase of 188.46%. Looking at the full-length channel length model of the 23-channel cell, the unit hydrogen production amount was 0.13 g/(m2*s), while looking at the full-length channel length model of the 10-channel cell, the unit hydrogen production amount increased by 123.8% and became 0.29 g/(m2*s).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    989962

    Techno-economic analysis of hybrid renewable energy systems for the optimal design of a hydrogen refuelling station in Germany

    Almanya'da bir hidrojen yakıt dolum istasyonunun optimum tasarımı için hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tekno-ekonomik analizi

    BERNA BURCU KALYONCU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ KIRIM

  2. Tez No

    1010763

    Lıfe cycle assessment of green hydrogen productıon vıa electrolysıs

    Elektroliz yoluyla yeşil hidrojen üretiminin yaşam döngüsü değerlendirmesi

    HAKAN ÇAMUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI İŞLER KAYA

  3. Tez No

    988872

    Performance assessment of anion exchange membrane electrolyzer through mathematical modeling

    Matematiksel modelleme ile anyon değişim membran elektrolizörün performans değerlendirilmesi

    CEREN ÇELEBİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN

    PROF. DR. YILSER DEVRİM

  4. Tez No

    1019354

    Prototype development and experimental validation of a modular rooftop solar-driven PV–PEM green hydrogen system as a natural gas alternative for decarbonizing textile manufacturing

    Tekstil üretiminde karbon giderme için doğal gaz alternatifi olarak modüler çatı üstü güneş enerjili PV–PEM yeşil hidrojen sisteminin prototip geliştirilmesi ve deneysel doğrulaması

    HAKAN ALICI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT MUSTAFA SAVRUN

  5. Tez No

    967786

    Technoeconomıc ınvestıgatıon of hydrogen productıon from onshore wınd farms: A feasıbılıty analysıs for turkey

    Karadaki rüzgar çiftliklerinden hidrojen üretiminin tekno ekonomik incelenmesi: Türkiye için bir fizibilite analizi

    ELİF ENGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Kimya MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT ÖZDEMİR

Geri Dön