Geri Dön

Investigation of the effect of magnetic field on hydrogen evolution reaction (HER) and a new electrolysis cell design

Hidrojen üretim reaksiyonuna (HÜR) manyetik alan etkisinin incelenmesi ve yeni bir elektroliz hücresi tasarimi

  1. Tez No: 812711
  2. Yazar: HAKAN KAPLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MÜKERREM ŞAHİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt 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: 158

Özet

Hidrojen üretim reaksiyonu (HÜR) moleküler hidrojen üretmek olarak tanımlanmaktadır ve çok çalışılan elektrokimyasal metotlardan birdir. Hidrojen, doğada kirletici bir etkisi olmadığı için potansiyel bir enerji taşıyıcısıdır. Dolayısıyla temiz enerji üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Farklı hidrojen gazı üretim yöntemleri vardır. Bu çalışmada, yüksek saflık, verimlilik ve kullanım kolaylığı gibi belirli avantajlara sahip olduğundan dolayı, hidrojen üretimi için suyun elektroliz metodu kullanılmıştır. Oksihidrojen kuru hücre olarak bilinen suyun elektroliz prensibine dayanan bir yöntem üzerinde çalışıldı. Hücrenin çalışmasında elektrolit önemli bir yer tutmaktadır. Elektrolit için, asidik ortam veya alkali ortam yaygın olarak kullanılmaktadır. Potasyum hidroksit alkali tipinde bir çözelti olup yüksek hidrojen ayrışma oranına sahip olduğundan, çalışmalarda bu çözelti kullanılmıştır. HÜR için elektrotlar, elektrokimyasal reaksiyonun gerçekleştiği çok önemli parçalardır. Elektrodun şekli ve malzeme türü, oluşan hidrojen gazının verimini doğrudan etkiler. Çalışmamızda dikdörtgen şeklinde plakalar kullanıldı, ayrıca literatürde kare ve yuvarlak şekiller kullanılmıştır. Elektrot için grafit, platin, çelik vb. birçok farklı malzeme tercih edilmektedir. Çalışmada yüksek korozyon direnci, yüksek kararlılık ve bulunması kolay olduğu için 304L paslanmaz çelik kullanılmıştır. Hidrojen üretim verimliğini arttırmak için, manyetik alan hücreye eklenen yöntemlerden biridir. Kalıcı mıknatıslar dıştan bir enerjiye ihtiyaç duymadan kullanılmaktadır. Manyetizma yönü, Lorentz kuvvetine ve elektrolitin konveksiyonuna karar vermektedir. Sonuç olarak, manyetik akı yoğunluğunun gücü, verimlilikle ilgili önemli bir parametredir ve daha iyi verimlilik için değiştirilerek uygulanmıştır. Manyetik alan, hidrojen verimini olumlu yönde etkilemektedir. Ayrıca geliştirilmiş kuru hücre sistemi endüstriyel uygulamalar için kolaylıkla uygulanabilir.

Özet (Çeviri)

Hydrogen evolution reaction (HER) is defined as producing molecular hydrogen, one of the most studied electrochemical reactions. Hydrogen is a potential energy carrier because of nonpolluting the environment. So, it plays an essential role in clean energy. There are different types of hydrogen gas production methods. In this study, the electrolysis method of water was used for hydrogen production due to its advantages such as high purity, efficiency and ease of use. We focused on a technique based on water electrolysis, known as an oxyhydrogen dry cell. The cell depends on strong types of electrolytes, which can be alkaline media and acidic media. Potassium hydroxide is an alkaline type of solution, and it has a higher dissociation rate of hydrogen; thus, it will be selected for our study. In the HER, electrodes are crucial parts where an electrochemical reaction occurs. The shape and material type of the electrode affect the efficiency of generated hydrogen gas. The shape of a square, circular, and rectangular was performed in the literature, yet we used rectangular shapes. There are many different materials for electrodes, such as graphite, platinum, steel, etc., in literature. 304 stainless steel was used in this study because of its high corrosion resistance, high stability and ease to find it. Specific methods can be applied to get more efficient hydrogen production. A magnetic field is one of them which was added to the cell due to no required additional energy that is supplied by a permanent magnet. Magnetism direction will decide Lorentz force and convection of electrolyte. Finally, the strength of magnetic flux density is another important parameter for evaluating efficiency. It was changed and tried for the best efficiency. The magnetic field positively affects hydrogen efficiency. Furthermore, a developed dry cell system is easily applied for industrial applications.

Benzer Tezler

  1. Electrocatalytic water splitting with Prussian blue analogues under external stimuli

    Prusya mavisi analoglarıyla dış uyarıcıların desteğinde elektrokatalitik suyun parçalanması

    WAQAR AHMAD

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FERDİ KARADAŞ

  2. PEM elektrolizörlerin manyetik alan altındaki çalışma performansının incelenmesi ve katalizör geliştirilmesi

    Investigation the performance of PEM water electrolyzers under magnetic field anddevelopment of electrocatalyst

    MEHMET FATİH KAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiErciyes Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR

  3. Ftalosiyanin-kuantum dot konjugatların eldesi ve elektrokimyasal uygulamaları

    Phthalocyanine and heteroatom‐doped carbon quantum dots conjugate: synthesis and electrochemical investigation

    BAŞAK GİZEM KARAHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ

  4. Ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile nano yapılı kurşun oksit üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of nano structured lead oxide via ultrasonic spray pyrolysis (USP)

    BURAK AŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  5. Sentetik yakıtların yanma kararsızlığına manyetik alan etkilerinin deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of magnetic field effects on combustion stability of synthetic fuels

    OZAN ÖZTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Sivil HavacılıkErciyes Üniversitesi

    Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT TAŞTAN

    PROF. DR. İLKER YILMAZ