Akademik Veri Yönetim Sistemi
Atabanı A. (Yürütücü), Yu J., Ünalan S., Abbas W., Jung G., Sarıtaş M., et al.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2026 - 2028
| Geleneksel Proton Değişim Membranlı Su Elektrolizi (PDMSE), enerji depolama taşıyıcısı olarak yeşil Hidrojen (H2) ve yan ürün olarak Oksijen (O2) üreten yerleşik bir teknolojidir. H2, ağırlıkça en yüksek enerji içeriğine sahip yaygın yakıttır (benzinden yaklaşık 3 kat daha fazla). H2, fosil yakıtların yerine enerji ihtiyaçlarını karşılamak için önerilmiştir. H2, Yakıt Hücrelerinde (FC) ve İçten Yanmalı Motorlarda (ICE) kullanılabilir. Yeşil H2, karbon salınımının azaltılması zor sektörlerin karbondan arındırılması için bir çözüm olarak önerilmektedir. PDMSE teknolojisi zaten ticari/ticari olmaya yakın bir aşamadadır. Son zamanlarda, PDMSE teknolojisi yoluyla Ozon (O3) (veya trioksijen) üretimi, geleneksel O3 üretim yöntemleriyle ilişkili zararlı yan ürünlerden kaçınan, umut vadeden yüksek konsantrasyonlu bir O3 üretim teknolojisi olarak dikkat çekmekte ve değerlendirilmektedir. PDMSE'lerde O3, belirli bir voltaj altında üretilebilir. O3, kalıntı bırakmadan kirleticileri etkili bir şekilde uzaklaştırdığı için popüler bir temizleme yöntemi haline gelmektedir. Türkiye'de O3, etkili oksidasyon ve dezenfeksiyon yoluyla atık su arıtımı, mikrobiyal büyümeyi baskılayarak ve raf ömrünü uzatarak gıda muhafazasında, tıbbi sterilizasyonda ve tarım sektöründe olmak üzere çeşitli endüstrilerde güçlü bir potansiyele sahiptir. Bu, Araştırma ve Geliştirme için umut vadeden bir alandır ve orta Teknoloji Hazırlık Seviyesinde (Technology Readiness Level/TRL) olduğuna inanılmaktadır. Çift H2 ve O3 akışı, O3'ün genellikle H2'den daha yüksek bir fiyat noktasında satılması nedeniyle Hidrojenin Düzleştirilmiş Maliyetini (Levelized Cost of Hydrogen/LCOH) iyileştirir. Bu proje, kontrollü bir çalışma voltajında yalnızca su kullanarak aynı anda yüksek konsantrasyonda O3 ve H2 üretebilen, 5×5 cm² aktif alana sahip tek hücreli bir PDMSE'nin geliştirilmesi ve değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Yenilik, farklı Kurşun Dioksit (PbO2) anot katalizör yüklemesi (mg/cm) kullanan Anot Katalizör Katmanında yatmaktadır. Membran Elektrot Tertibatı (MEA), Yuan Ze Üniversitesi Yakıt Hücresi Merkezi'nde bulunan Erichsen Test Cihazı Model 509 MCI Coat Master kullanılarak üretilecek olup, bu da homojen katalizör yüklemesi, iyileştirilmiş tekrarlanabilirlik ve azaltılmış üretim süresi sağlayacaktır. Bu projede özellikle anot reaksiyon verimliliğinin artırılması, istikrarlı ve dayanıklı performans, güç tüketiminin azaltılması, katalizör ömrünün uzatılması ve böylece uzun süreli çalışma (100-2000 saat) sırasında performans düşüşünün en aza indirilmesi üzerinde durulmaktadır. Sistem kararlılığını ve genel performansını daha da iyileştirmek için ısı yönetimi, kütle transferi, basınç düşüşü ve su akış hızı dahil olmak üzere çalışma parametrelerinin optimizasyonu da incelenecektir. Proje ayrıca, elektrokimyasal çalışma parametrelerinin (Voltaj-Akım/V-I) kontrol edilmesini, ardından polarizasyon eğrilerinin (V-I) ve güç yoğunluğunun çizilmesini, son olarak da H2 ve O3 için Faradaik verimliliklerin Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIC) ile ölçülmesini ve literatürle karşılaştırılarak değerlendirilmesini içermektedir. Son olarak, proje O3 üretim hızını (g/sa) ve konsantrasyonunu (mg/L) ve H2 akış hızını (L/dak) değerlendirecektir. Bu proje, Tayvan'daki Yuan Ze Üniversitesi Yakıt Hücresi Merkezi ile ortak bir projedir. Projenin, geliştirilen H2/O3 PDMSE küçük ölçekli ünitesinin, yüksek değerli ikincil bir hammadde olarak O3 ile çok fonksiyonlu elektroliz geliştirme potansiyeline sahip olduğunu göstermesi beklenmektedir. Bu tür projelerin çevresel etkisi açıktır, çünkü Korona Deşarjı gibi geleneksel O3 üretim yöntemleri kuru hava veya saf O2 hammaddeleri gerektirir ve genellikle zararlı yan ürünler olarak azot oksitler (NOx) üretir. PDMSE kullanımı, yüksek konsantrasyonlu ve NOx emisyonlarından arındırılmış Yeşil O3 üretimiyle sonuçlanır ve bu da onu çeşitli endüstriyel uygulamalar için ideal bir seçenek haline getirir. |