Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Baran TAŞĞIN
Danışman: Mustafa İlbaş
Özet:
Sıfır emisyon hedefi koymuş medeniyetimiz için karbon temelli enerji kaynaklarından, temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçiş günümüzde araştırılan ve uygulanma yolları aranan en büyük konulardan biridir. Hidrojen bu konuda en büyük potansiyel ve en önemli alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Hidrojen elde etmenin yöntemlerinden biri olan PEM elektrolizörlerin verimliliği ise bu konuda büyük bir öneme sahiptir. Elektrolizörden hidrojen üretiminde elektrolizör verimi ne kadar artarsa hidrojenin karbon temelli kaynaklara olan tercih edilebilirliği de o kadar artar. Bu tez çalışmasında sonlu elemanlar yöntemi ile bir PEM elektrolizör hücresinin belli parametreler aracılığı ile performansı üzerinde araştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan hücre geometrileri COMSOL Multiphysics yazılımı ile farklı parametreleri değiştirilerek sonuçlar grafikler ve yazılı bir biçimde ifade edilmiştir. Oluşturulan PEM elektrolizör geometrisinin sabit bir debi girişinde, kanal sayısı ve kanal uzunluğu değiştirilerek birim hidrojen üretimi değerleri gözlemlenmiştir. Kanal sayısının artırılması hücrenin birim alanda üretilen hidrojen miktarını düşürürken manifolddaki basınç dağılımını daha düzgün hale getirir. Kanal boyundaki kısalma ise hücrenin birim alanda üretilen hidrojen miktarında artışa sebep olur. Yapılan simülasyonlar göstermiştir ki 23 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı 0,13 g/(m2*s) iken, kanal boyu yarıya indirildiğinde bu değer %92,31 artarak 0,25 g/(m2*s)’ye, kanal boyu üçte birine indirildiğinde ise bu değer %188,46 artarak 0,375 g/(m2*s)’e yükselmiştir. 23 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı 0,13 g/(m2*s) iken, 10 kanallı hücrenin tam boy kanal uzunluğuna sahip modeline bakıldığında, birim hidrojen üretim miktarı %123,8 artarak 0,29 g/(m2*s) olmuştur.
Anahtar Kelimeler : Hidrojen Üretimi, HAD, PEM, elektrolizör, yeşil hidrojen