Farklı yakıtlar kullanılan bir yassı tüp katı oksit yakıt pilinin karşılaştırmalı performans analizi
Comparative performance analysis of a flat tube solid oxide fuel cell using different fuels
- Tez No: 970880
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yassı tüp katı oksit yakıt pilleri günümüzde yüksek sıcaklık yakıt pili teknolojileri arasında enerji dönüşüm verimliliği ve çok yakıtlı esneklikleriyle dikkat çekmektedir. Bu tez kapsamında elektrot gözenekliliği, destek tabaka türü, çalışma basıncı, çalışma sıcaklığı, yakıt içeriği ve yakıt debisi gibi temel tasarım ve işletme parametrelerinin katı oksit yakıt pili performansının üzerine etkileri hem nümerik modelleme hem de deneysel çalışmayla bir arada değerlendirilmiştir. Sayısal analizler, işletme basıncının 1 atm'den 5 atm'ye çıkarılmasının, maksimum güç yoğunluğunu %8-10 oranında iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Benzer şekilde çalışma sıcaklığının 700 °C'den 750 °C'ye yükseltilmesi, aynı akım noktasında tepe güç yoğunluğunda yaklaşık %14'lük bir artış sağlamakta ve kinetik kayıpların azalmasına katkıda bulunmaktadır. Yakıt türü karşılaştırmasında ise saf hidrojen beslemesinin, sentez gazına kıyasla gücü yaklaşık %18 daha yüksek tutarak difüzyon verimliliğindeki avantajını göstermiştir. Ek olarak, elektrot gözenekliliğinin 0,45 ve yakıt debisinin 300-400 SCCM aralığında tutulmasının kütle transfer kayıplarını kayda değer biçimde azalttığı görülmüştür. Anot destekli hücre mimarisinin diğer konfigürasyonlara kıyasla ohmik kayıpları %10–15 daha düşük seviyede tutarak en yüksek enerji yoğunluğunu sergilediği belirlenmiştir. Deney sonuçları, model öngörüleriyle büyük oranda paralellik göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, katı oksit yakıt pili tasarımında işletme koşullarının ve mikroyapı optimizasyonunun doğrudan performans çıktısına yön verdiğini ortaya koyarak, ileri ölçekli sistemlerin geliştirilmesi için somut yol haritası sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Flat tubular solid oxide fuel cells (SOFCs) are increasingly prominent among high-temperature fuel cell technologies due to their high energy conversion efficiency and multi-fuel flexibility. This thesis evaluates the effects of key design and operational parameters-electrode porosity, support layer configuration, operating pressure, temperature, fuel composition, and fuel flow rate-on SOFC performance through a combination of numerical modeling and experimental investigation. Numerical analyses reveal that increasing the operating pressure from 1 atm to 5 atm enhances the peak power density by approximately 8-10%. Likewise, raising the operating temperature from 700 °C to 750 °C yields roughly a 14% increase in peak power density at the same current density, contributing to reduced kinetic losses. In fuel type comparisons, pure hydrogen feeding maintains about 18% higher power relative to syngas, demonstrating its advantage in diffusion-limited regimes. Additionally, maintaining an electrode porosity of 0.45 and a fuel flow rate in the 300-400 SCCM range substantially mitigates mass transfer losses. The anode-supported cell architecture was found to deliver the highest energy density, with ohmic losses approximately 10-15% lower than alternative support configurations. Experimental results showed strong agreement with model predictions. The findings underscore that optimizing operating conditions and microstructure in SOFC design has a direct and significant impact on performance, offering a concrete roadmap for the development of next-generation, large-scale systems.
Benzer Tezler
- Antalya il merkezinde yaşayan üreme çağındaki kadınların kombine oral kontraseptifler konusundaki bilgi, tutum ve davranışlarının değerlendirilmesi
Evaluation of knowledge, attitudes and behaviors of women of reproductive age living in Antalya city center on combined oral contraceptives
HALİME ÇİM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Aile HekimliğiSağlık Bilimleri ÜniversitesiAile Hekimliği Ana Bilim Dalı
UZMAN ZEYNEP AŞIK
- Çocuğu koklear implant adayı ebeveynlerin gereksinimlerine dayalı bilgilendirme programı geliştirilmesi
Developing an information program for parents whose children are cochlear implant candidates
NURDAN CANKUVVET
Doktora
Türkçe
2015
Eğitim ve ÖğretimAnadolu ÜniversitesiÖzel Eğitim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MURAT DOĞAN
- Doğalgaz yakıtlı düz alevli endüstriyel brülör tasarımı
Design of a natural gas fired industrial flat flame burner
NİHAT ENES TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri Ürünleri TasarımıMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ONAT
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELİM HARTOMACIOĞLU
- Environmental assessment of alternative marine fuels and installations
Alternatif deniz yakıtlarının ve sistemlerinin çevresel açıdan değerlendirilmesi
BUĞRA ARDA ZİNCİR
Doktora
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ARSLANOĞLU
- Quantification of residential heating emissions in Istanbul via CMAQ air quality model
İstanbul'daki evsel ısınma kaynaklı emisyonların CMAQ hava kalitesi modeli kullanılarak incelenmesi
ELVİN ÖKSÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ÜNAL
YRD. DOÇ. BURÇAK KAYNAK TEZEL