PBI esaslı PEM yakıt hücresinde işletme parametrelerinin değişken akım yoğunluğuna etkisinin sayısal ve deneysel incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAT ÇELİK

Danışman: Gülşah Elden

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, polibenzimidazol (PBI) esaslı bir polimer elektrolit membrana sahip yüksek sıcaklıkta çalışan PEM tipi yakıt hücresinin değişken akım yoğunluğu parametresine sıcaklık, bağıl nem ve asit katkısı seviyesi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda yakıt hücresi, çeşitli koşullarda test edilerek bu koşulların değişken akım yoğunluğu üzerindeki etkisi açıklanmıştır. 6 farklı asit katkısı seviyesine (4.26, 4.53, 4.95, 5.51, 7.24, 7.51) sahip membranlar yakıt hücresi test istasyonunda 4 farklı sıcaklıkta (120oC, 130oC, 140oC, 150oC) ve 5 farklı bağıl nem seviyesinde (nemsiz, %5, %10, %15, %20) test edilmiş, bu koşullarda elde edilen polarizasyon eğrileri matematiksel bir modelde analiz edilerek değişken akım yoğunluğu değerleri hesaplanmış, daha sonra değişken akım yoğunluğu değerlerinin sıcaklık, bağıl nem ve asit katkısı seviyesi parametrelerine göre değişimi iki adet yeni denklemle ifade edilmiştir. Ayrıca deneysel sistemde kullanılan yakıt hücresinin 2 boyutlu sayısal modellemesi yapılmış, hesaplanan değişken akım yoğunluğu değerleri modele entegre edilerek sayısal ve deneysel sonuçlar mukayese edilmiştir. Sonuç olarak bağıl nemin nemsiz durumdan %10 aralığına kadar artmasıyla değişken akım yoğunluğunun düştüğü, %10 ve %20 bağıl nem aralığında ise büyük bir etkisinin olmadığı saptanmıştır. Tüm asit katkısı seviyelerinde ortak bir davranış görülmemekle birlikte, genel olarak sıcaklık 130oC iken en yüksek değişken akım yoğunluğu değerlerine ulaşıldığı görülmüştür.