Zirkonyum Katkılı Alüminyum Alaşımlardan Hidrojen Üretimi ve PEM Tipi Yakıt Piline Uygulanması


Kahveci O. (Yürütücü), Ayyıldız E., Kaya M. F., Akkaya A., Erol H.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2022

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Aralık 2021
  • Bitiş Tarihi: Aralık 2022

Proje Özeti

Hidrojen Enerjisi genellikle temiz ve yüksek verimli bir ikincil enerji kaynağı olarak kabul edilir. Hidrojen, yüksek verimli olan polimer elektrolit membran (PEM) yakıt pilleri tarafından kolaylıkla elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Hidrojenin çok yönlü kullanım alanlarına sahip olması enerji sektöründe büyük bir potansiyelinin olduğunu göstermektedir. Temiz enerji kaynağı olarak yeşil hidrojen, hava kirletici emisyonların azaltılmasından, iklim değişikliğinin önlenmesine olan katkısına kadar tüm faydaları birlikte barındırmaktadır. Ancak hidrojeni depolama ve taşınma süreçlerinin olumsuz yönleri oldukça fazladır. Bu durum, pratik uygulamalar için hidrojeni kimyasal formda depolamayı daha uygun kılmaktadır. Bazı alaşımların yüksek hidrojen üretme kapasitesi bulunmaktadır. Bu nedenle anlık olarak hidrojen üretimini mümkün kılarlar. Metallerin kullanılmasıyla talep edilen hidrojen salınımı, hidrojen depolama ihtiyacını ortadan kaldırabilir. Bu şekildeki bir kullanımda, hidrojen dolaylı olarak ana kaynak gibi depolanır. Tamamen geri dönüştürülebilen, dünyadaki en bol metal olan alüminyumun kullanımı bugünün sürdürülebilir enerjinin geliştirilmesi amaçlarıyla tam olarak örtüşen “uygun bir metal” olarak kabul edilmektedir. Al'nin hidrojen üretim performansı ise alaşımlandırma yapılarak artırılabilmektedir. Bu proje ile sadece bir çözelti ve alaşım kullanılarak saf H2 gaz çıkışı sağlanacaktır. Özellikle yakıt pillerinin elektrikli araçlara uyarlanabilmesinin ardından gerekecek saf H2 ihtiyacının yerli imkânlarla sağlanması oldukça önemlidir. Elektrikli ve hibrit araçlar için gelecekte ihtiyaç duyulacak PEM tipi yakıt pili ile menzil genişletici sistemlerde bu şekilde depolama teknolojileri büyük önem arz etmektedir.
Önerilen çalışmada silindirik Zr katkılı Al alaşımlar üretilecektir. Al-Zr ikili alaşımının hidrojen üretim performansı, korozyon özellikleri incelenecektir.  Aynı zamanda PEM yakıt pili uygulamasıyla güç çıkışı değerlendirilecektir. Gerekli numunelerin yüzey ve kimyasal analizleri ise SEM, XRD ve EDX gibi bilimsel yöntemlerle gerçekleştirilerek değerlendirilecektir.