Polimer elektrolit membran yakıt hücresi için dowex reçinesinin ve H-ZSM5 zeolitinin elektrolit olarak denenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2001
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: OSMAN İLKE ŞENOL
Danışman: İRFAN AR
Özet:POLİMER ELEKTROLİT MEMBRAN YAKIT HÜCRESİ İÇİN DOWEX REÇİNESİNİN VE H-ZSM5 ZEOLİTİNİN ELEKTROLİT OLARAK DENENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Osman İlke ŞENOL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Şubat 2001 ÖZET Günümüzde Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücrelerinde (PEMYH) (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC) kullanılan membranlar pahalı, sınırlı kalınlıklarda ve belirli iyon iletkenliklerinde üretilmektedir. Membranların daha düşük maliyetlerle ve daha düşük iyon iletme dirençlerinde üretilmesi gerekmektedir. Bu, özellikle PEMYH için yüksek akım yoğunluğuna ihtiyaç duyan ulaşım sektöründe çok önemlidir. Membran üretim maliyeti düştükçe PEMYH'nin maliyeti düşmekte, membran kalınlığı düştükçe de daha düşük iyon iletme dirençlerine olanak vermekte ve dolayısıyla daha yüksek performanslarda çalışan yakıt hücreleri geliştirilebilmesini sağlamaktadır. Yapılan bu çalışma ile PEMYH'leri için alternatif membran araştırmaları yapılmıştır. Bunun için üretim maliyeti düşük ve piyasadan kolayca temin edilebilen H-ZSM5 zeolitinin ve Dow Chemical'a ait Dowex Marathon C tipi iyon değiştiren reçinenin membran haline getirilmesi ve PEMYH'nde akım11 üretimleri üzerine denemeler yapılmıştır. Çalışmada aynı zamanda sıcaklık ve yakıt akış oranının verim üzerindeki etkisi de incelenmiştir. İki farklı sıcaklık değeri, 19 ve 40 °C, ve dört farklı hidrojen/hava yakıt akış oranlan 20/40, 20/60, 10/40 ve 20/100 ml/dakika için ölçümler yapılmıştır. Dowex reçinesini ve H-ZSM5 zeolitini membran haline getirme işlemlerinden başarılı olanlarla yapılan ölçümler sonucunda her iki maddede de akım üretiminde başarıya ulaşıldığı gözlenmiştir. Elde edilen potansiyel, H-ZSM5 zeoliti için sürekli değişmekte ve hızla azalmaktadır. Bu çok olumsuz bir sonuç olmakla birlikte eğer H-ZSM5 zeoliti üzerine araştırmalar genişletilirse başarıya ulaşılabileceği düşünülmektedir. Diğer taraftan Dowex Marathon C tipi reçine ile hazırlanan membrandan elde edilen akım ve potansiyel değerleri oldukça güzel sonuçlar vermiştir. Polivinil asetat reçinenin iyon iletme kapasitesini düşürmesi ve sıcaklıkla deforme olmasına rağmen reçine için destek maddesi olarak kullanılmıştır. Reçineden yapılan membran ile en yüksek akım ve potansiyel değerleri, atmosferik koşullarda, 40 °C'de ve 1/3 hidrojen/hava oranı için 1,322 mA ve 0,652 V olarak ölçülmüştür. Potansiyel oldukça iyi bir değer de olmakla birlikte, akım değeri PEMYH'lerinde kullanılan geleneksel membranlara göre oldukça düşük olduğu gözlenmiştir. Bilim Kodu : 603.02.01 Anahtar Kelimeler : Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi, PEMYH, Katyon Değiştiren Membranlar, Membran Hazırlama, Dowex, H-ZSM5 Sayfa Adedi : 103 Tez Yöneticisi : Doç.Dr. İrfan Ar