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
- Tez No: 812711
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MÜKERREM ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- Electrocatalytic water splitting with Prussian blue analogues under external stimuli
Prusya mavisi analoglarıyla dış uyarıcıların desteğinde elektrokatalitik suyun parçalanması
WAQAR AHMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERDİ KARADAŞ
- 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
2018
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR
- 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
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ
- 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
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- 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
2024
Sivil HavacılıkErciyes ÜniversitesiSivil Havacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT TAŞTAN
PROF. DR. İLKER YILMAZ