Katot destekli katı oksit yakıt hücresinin matematiksel modellenmesi ve nümerik analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: BERRE KÜMÜK

Danışman: MUSTAFA İLBAŞ

Özet:

Katı oksit yakıt hücresi, katı seramik elektrolit kullanarak yüksek sıcaklıkta çalışan ve bir yakıtın sahip olduğu kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisi ve ısıya dönüştüren elektrokimyasal cihazdır. Katı oksit yakıt hücreleri, ideal şartlar altında yüksek performansla çalışan cihazlardır. Bir katı oksit yakıt hücresinin performansını etkileyen sıcaklık, basınç gibi farklı işletme koşulları vardır. Bu tez çalışmasında, katı oksit yakıt hücresinin performansını etkileyen koşullar iyonik ve elektronik yük transferleri ile kütle, momentum, tür ve enerjinin korunumunu içeren hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) temelli model bir katı oksit yakıt hücresi geliştirilerek sayısal olarak incelenmiştir. Geliştirilen elektrolit destekli ve katot destekli katı oksit yakıt hücresi üzerinde farklı işletme koşullarının etkisi COMSOL Multiphysics® ticari yazılımı ile analiz edilmiş ve sonuçlar performans ve polarizasyon eğrileri ile verilmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde katot destekli katı oksit yakıt hücresinin performansının elektrolit destekli katı oksit yakıt hücresinin performansından çok daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca, sıcaklık ve basınç değerlerinin arttırılmasının ve oksitleyici olarak saf oksijen kullanılmasının katot destekli katı oksit yakıt hücresinin performansını olumlu yönde etkilediği görülmüştür.