Güneş enerjisi destekli nehir suyundan hidrojen üretimi
Production of hydrogen from river water supported by solar energy
- Tez No: 898810
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN BAYINDIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yenilenebilir Enerji Kaynakları
- Bilim Dalı: Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Sanayi Devriminin ikinci aşamasında başlayıp günümüzde yoğun bir şekilde kullanılan fosil yakıtlar, sınırlı doğal kaynaklar arasında yer almaktadır. Ayrıca, fosil yakıtların kullanımıyla çevreye verdikleri zarar uzun süredir bilinmektedir. Bu yakıtların sınırlı rezervlere sahip olması ve çevresel etkileri, alternatif enerji kaynaklarına olan ihtiyacı artırmıştır. Hidrojen, pek çok özelliğe sahip kimyasal bir elementtir. Dünyada saf haliyle nadiren bulunur; genellikle bileşiklerden ayrıştırılarak elde edilir ve bu işlem oldukça yoğun enerji gerektirir. Hidrojen, farklı yan ürünlere dönüştürülebilir ve kullanıldığında çevreye zarar vermez, taşınabilir ve depolanabilir özelliklere sahiptir, bu da onu alternatif yakıtlar arasında öne çıkarır. Hidrojen, yüksek ısıl değere sahip olması ile içten yanmalı motorlar ve hidrojenli elektrikli araçlarda doğrudan alternatif yakıt olarak kullanılabilir. Buna ilaveten sentetik yakıt bileşeni olarak ve ayrıca birçok sektörde de değerlendirilebilir. Bu çalışmada, hidrojenin üzerine literatür taraması yapılmış, üretim yöntemleri karşılaştırılmış ve en verimli yöntem olarak kabul edilen sudan elektroliz yöntemiyle hidrojen üretilmiştir. Hidrojen üretiminde, saflaştırılmış nehir suyu, PEM Yakıt Hücresi ve enerji olarak güneş enerjisinden yararlanılmıştır. Nehir suyunun her mevsimde sistemde değerlendirilebilmesi için aşamalı filtrasyon sistemi kullanılmıştır. Filtrasyon sonucu kullanılabilir duruma getirilen su, cam balonda toplanmış, yoğunlaştırılan güneş ışınımı yardımı ile buharlaşması ve sonraki adımda deney setinde yoğuşması sağlanarak saf su haline getirilmiştir. Elde edilen saf sudan, PEM Yakıt Hücresi ve güneş enerjisi yardımı ile Yeşil Hidrojen ve Oksijen üretilmiş ve depolanabilmiştir. Ayrıca, üretilen hidrojen oksijen ile PEM hücresinde tekrar tepkimeye sokularak elektrik enerjisi, ısı ve saf su üretilmiştir. Bu sistem, işletim sırasında sıfır (atık) emisyon üreten nadir sistemlerden biridir. Hidrojenin enerji taşıyıcısı olarak kullanımı, gelecekte temiz enerji kaynaklarına alternatif sunarak çok önemli bir yere sahip olabileceği değerlendirilmektedir. Ancak, Hidrojenin üretimi ve temiz çevre açısından sürdürülebilir bir şekilde yaygın olarak kullanımı, teknolojik engellerin aşılması ve özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretiminin teşvikinin Dünya genelinde hükümetlerin politikası haline getirilmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
In the second stage of the Industrial Revolution, fossil fuels began to be extensively used and are now classified as limited natural resources. Additionally, the environmental damage caused by fossil fuels has been known for a long time. The limited reserves of these fuels and their environmental impacts have increased the need for alternative energy sources. Hydrogen is a chemical element with many properties. It is rarely found in its pure form on Earth and is typically obtained by separating it from compounds, a process that requires a significant amount of energy. Hydrogen can be converted into different by-products and, when used, does not harm the environment. It is transportable and storable, which makes it stand out among alternative fuels. Hydrogen can be used directly as an alternative fuel due to its high energy content, in internal combustion engines and hydrogen fuel cell vehicles. Additionally, it can be used as a component of synthetic fuels and in various industries. This study conducts a literature review on hydrogen, compares production methods, and produces hydrogen using the most efficient method considered: electrolysis of water. In hydrogen production, purified river water, PEM Fuel Cell technology, and solar energy were utilized. To ensure that river water can be used in the system throughout all seasons, a staged filtration system was employed. The filtered water was collected in a glass container, evaporated using concentrated sunlight, and then condensed in the experimental setup to obtain purified water. From this purified water, green hydrogen and oxygen were produced and stored with the help of PEM Fuel Cells and solar energy. Furthermore, the produced hydrogen was reacted with oxygen in the PEM cell to generate electrical energy, heat, and purified water. This system is one of the rare systems that produce zero (waste) emissions during operation. The use of hydrogen as an energy carrier is considered to potentially play a significant role in providing an alternative to clean energy sources in the future. However, the widespread and sustainable use of hydrogen for a clean environment requires overcoming technological barriers and particularly promoting its production with renewable energy sources as a global policy by governments.
Benzer Tezler
- Fabrication of thin film nanocomposite pressure retarded osmosis (PRO) membranes using cellulose nanocrystal (CNC) and evaluation of performances in the processes
Selüloz nanokristal kullanılarak ince film nanokompozit basınç geciktirmeli osmoz (BGO) membranlarının üretimi ve proseslerde performans testlerinin gerçekleştirilmesi
MEHMET EMİN PAŞAOĞLU
Doktora
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- A numerical study on a borehole heat exchanger with phase change material
Faz değişim malzemeli kuyu içi ısı değiştiricisi üzerine sayısal çalışma
NEZİR YAĞIZ ÇAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT BİLİR
- Design and analysis of optical wireless communication systems under energy constraints
Optik kablosuz iletişim sistemlerinin enerji kısıtları altında tasarım ve analizi
KHADIJEH ALI MAHMOODI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- Güneş enerjisi destekli enerji depolama sistemli kurutma sisteminde elma kurutulmasının incelenmesi
Investigation of the drying process of apples by using solar energy and thermal energy storage system
HALİL ATALAY
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY KINCAY
YRD. DOÇ. DR. M.TURHAN ÇOBAN
- Güneş enerjisi destekli termal fotovoltaik kurutucu tasarımı ve kurutma parametrelerinin incelenmesi
Design of solar energy assi̇sted thermal photovoltaic dryer and investigation of drying parameters
COŞKUN YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM ÇİFTÇİ