Geri Dön

Akış alanlarının polimer elektrolit membran yakıt hücreleri (PEMFC) performansı üzerindeki etkisi

Effect of flow fields on the performance of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC)

  1. Tez No: 851396
  2. Yazar: ŞEVVAL ÖZTÜRK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ERTUĞRUL ERKOÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 68

Özet

Günden güne ilerleyen teknolojik gelişmeler, sanayileşme sürecinin getirdiği yenilikler ve nüfus yoğunluğundaki artış ile birlikte enerji kaynakları yetersiz kalmaya başlamıştır. Azalan fosil kaynaklara alternatif enerji çeşitleri arayışı ile birlikte yakıt hücreleri için yapılan çalışmalar yıllar içerisinde artış göstermektedir. Temiz, çevre dostu ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik veya ısıya dönüştürebilen sistemlerdir. Çalışma prensibi değerlendirildiğinde bir pil gibi çalışmasının yanında sisteme oksijen beslemesi yapıldığı takdirde geleneksel piller gibi şarj ihtiyacı duymamaktadır. Yakıt pillerinin çalışma performansını etkileyen basınç ve sıcaklık gibi çalışma parametreleri ile birlikte hücre içerisindeki bileşenleri geometrik özellikleri de doğrudan pil performansına etki etmektedir. Bu çalışma ile yakıt hücresinin bileşenlerinden olan bipolar tabaka üzerinde yer alan akış kanallarının pil performansına etkileri incelenmiştir. Çalışmada, Ansys Fluent programı kullanılarak sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Paralel akış kanallı, ağ yapılı akış kanalı ve serpantin akış kanallı tasarımlar, 2 atm ve 70℃ sıcaklıkta çalışma parametreleri için hücrede basınç dağılımı, sıcaklık dağılımı, akım yoğunluğu, hız dağılımı ve bileşenlerin dağılımı gibi özellikler karşılaştırılmıştır. Bunların yanı sıra farklı hücre voltajları (0,4V, 0,5V, 0,6V, 0,7V, 0,8V ve 0,9V) için analizler gerçekleştirilerek polarizasyon eğrileri elde edilmiştir. Bu eğriler değerlendirildiğinde serpantin kanal tasarımına sahip hücrenin daha yüksek akım yoğunluğuna sahip olduğu görülmüştür. İncelenen diğer parametreler için ise her tasarımın birbirlerine göre üstün olduğu özellikler değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

With the technological developments that progress day by day, the innovations brought by the industrialization process and the increase in population density, energy resources have become insufficient. With the search for alternative energy types to decreasing fossil resources, studies on fuel cells have increased over the years. Fuel cells, a clean, environmentally friendly and sustainable energy source, are systems that can convert chemical energy directly into electricity or heat. Considering its working principle, it works like a battery and does not need charging like traditional batteries if oxygen is supplied to the system. Along with the operating parameters such as pressure and temperature that affect the operating performance of fuel cells, the geometric properties of the components inside the cell also directly affect the battery performance. In this study, the effects of flow channels on the bipolar layer, one of the components of the fuel cell, on battery performance were examined. Numerical analyzes were carried out in the study using the Ansys Fluent program. Features such as pressure distribution in the cell, temperature distribution, current density, velocity distribution and distribution of components for parallel flow channel, mesh flow channel and serpentine flow channel designs were compared for operating parameters at 2 atm and 70℃. In addition, polarization curves were obtained by performing analyzes for different cell voltages (0.4V, 0.5V, 0.6V, 0.7V, 0.8V and 0.9V). When these curves were evaluated, it was seen that the cell with the serpentine channel design had a higher current density. For the other parameters examined, the features that make each design superior to each other were evaluated.

Benzer Tezler

  1. Production of high temperature core-sheath nanofiber proton exchange membranes via electrospinning method

    Elektrodokuma yöntemi ile yüksek sıcaklık çekirdek-kılıf nanolif proton değişim membranlarının üretilmesi

    SASSAN JAHANGIRI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN

  2. Investigation of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell and investigation of usage areas in Turkey

    Polimer elektrolit membran (PEM) yakıt pilinin araştırılıması ve Türkiye'deki kullanım alanlarının incelenmesi

    BENJAMIN AYIM-OTU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSiirt Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELİH KUNCAN

    PROF. DR. ÖMER ŞAHİN

  3. Development and investigation of slurry electrodes, novel materials and membranes for tubular vanadium redox batteries

    Tübüler vanadyum redoks akiş bataryalari i̇çi̇n bulamaç elektrot, yeni̇ materyal ve membranlarin araştirma ve geli̇şti̇rmesi̇

    KORCAN PERÇİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    EnerjiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL

  4. Bentonit ve montmorillonit dispersiyonlarının reolojik, viskoelastik ve kolloidal özellikleri üzerine organik ve inorganik tuzların etkisi

    The effect of organic and inorganic additivies on the rheological, viscoelastic and colloidal properties of bentonite and montmorillonite dispersions

    AYŞE ALEMDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. NURFER GÜNGÖR

  5. Rheological and foaming behavior of chain modified polyamide

    Zincir modifiyeli poliamidin reolojik ve köpürme davranışları

    FARNAZ NAZARI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR