Development of metal hydride coupled PEM fuel cell system
Metal hidrür entegreli PEM yakıt hücresi sisteminin geliştirilmesi
- Tez No: 940412
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK, PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Chemical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Hidrojen, yüksek enerji yoğunluğu ve sıfır karbon emisyonu sunarak sürdürülebilir enerji sistemlerinin temel unsurlarından biri olarak öne çıkmaktadır. Sürdürülebilir enerji sistemlerine geçiş, özellikle alan, ağırlık ve operasyonel kısıtlamaların kritik olduğu uygulamalarda hidrojenin verimli depolamanması ve kullanımı teknolojilerini gerektirmektedir. Bu çalışma, metal hidrür bazlı hidrojen depolamanın PEM yakıt hücreleriyle entegrasyonunu inceleyerek, su altı uygulamaları için hidrojen absorpsiyon/desorpsiyon kinetikleri, termal yönetim ve sistem verimliliği üzerine odaklanmaktadır. Hidrojen absorpsiyon ve desorpsiyon hızlarını optimize etmek amacıyla bir modelleme çerçevesi geliştirilmiş ve PEM yakıt hücrelerinden açığa çıkan atık ısı, termal yönetim stratejisi için değerlendirilmiştir. Matematiksel modelleme ve sistem analizi yoluyla, bu araştırma metal hidrür bazlı depolamanın PEM yakıt hücreleriyle nasıl etkili bir şekilde entegre edilebileceğini ve enerji verimliliğinin yanı sıra operasyonel uygulanabilirliğin nasıl artırılabileceğini kapsamlı bir şekilde ortaya koymaktadır. Bu çalışma, temel teknik zorlukları ele alarak ve entegre bir sistem tasarımı önererek, su altı uygulamaları için hidrojen depolama ve yakıt hücresi teknolojisinin gelişimine katkı sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, sürdürülebilir enerji çözümlerinde hidrojen kullanımını daha da geliştirmek amacıyla ileri malzeme araştırmaları, deneysel doğrulamalar ve hibrit enerji sistemleri üzerine gelecekte yapılacak çalışmalara temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Hydrogen is a key enabler of sustainable energy systems, offering high energy density and zero-carbon emissions. The transition to sustainable energy systems necessitates efficient hydrogen storage and utilization of hydrogen, particularly for applications where space, weight, and operational constraints are critical. This dissertation explores the integration of metal hydride-based hydrogen storage with PEM fuel cells for underwater applications, focusing on hydrogen absorption/desorption kinetics, thermal management, and system efficiency. A modeling framework is developed to optimize hydrogen absorption and desorption rates, leveraging waste heat from PEM fuel cells for thermal strategy. Through mathematical modeling and system analysis, this research provides a comprehensive understanding of how metal hydride storage can be effectively coupled with PEM fuel cells to improve energy efficiency and operational feasibility in demanding applications. By addressing key technical challenges and proposing an integrated system design, this study contributes to the advancement of hydrogen storage and fuel cell technology for underwater applications. The findings serve as a foundation for future research into advanced materials, experimental validation, and hybrid energy systems to further enhance hydrogen utilization in sustainable energy solutions.
Benzer Tezler
- Porosity generation and optimization of silicon-based anodes for high energy density lithium ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum iyon bataryalar için silisyum bazlı anotlarda gözenek geliştirilmesi ve optimizasyonu
NESLİHAN YUCA
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Nadir toprak elementlerinin solvent ekstraksiyon yöntemiyle seçimli ayrım potansiyelinin araştırılması
Investigation of the selective separation potential of rare earth elements by solvent extraction method
MELİKE TUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Development of magnesium based negative electrode materials for nickel metal hydride batteries
Nikel metal hidrür pilleri için magnezyum esaslı negatif elektrot malzemelerinin geliştirilmesi
CAVİT EYÖVGE
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK
- Ab ? initio development of Ca-Ni based alloys for metal hydride batteries
Metal hidrid bataryalar için Ca-Ni alaşımlarının ab initio ile geliştirilmesi
ORKUN MUĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ AYDINOL
- Sodyum borhidürürün elektrokimyasal oksidasyon ile yakıt pillerinde doğrudan kullanımı
Direct use of sodium borohydride by electrochemical oxidation in fuel cells
AYŞE ELİF SANLI
Doktora
Türkçe
2008
EnerjiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL