Hava soğutmalı PEM yakıt pilinin plaka geometrisinin soğutma performansına etkisinin deneysel ve sayısal araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: ÜMİTCAN EMİROĞLU

Danışman: KEMAL ERŞAN

Özet:

Enerji ihtiyacı günümüzde giderek artmaktadır. Bu ihtiyacı karşılayabilmek için dünya yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarına yönelmektedir. Fosil yakıtların sınırlı olması ve çevreye olan zararı nedeniyle alternatif enerji kaynakları ve enerji dönüşüm sistemleri üzerinde çalışmalar artmaktadır. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip hidrojeni kullanan yakıt pili teknolojisi de bu çalışma alanlarından birisidir. Farklı uygulama alanlarına ve amaca hizmet eden farklı yakıt pili türleri vardır. Hava ve kara taşıtlarında, mobil uygulamalarda genelde PEM (Proton elektrolit membran) tipi yakıt pili kullanılmaktadır. PEM yakıt pillerinin verimini artırmak ve maliyetini azaltmak için literatürde çeşitli çalışmalar vardır. Bu çalışmada da normal hava şartlarında çalışan bir metal plakalı yakıt pili test edilmiştir. Hava ile soğutmayı sağlayan metal plakaların yakıt hücresine montajı yapılmıştır. Elde edilen verilere göre metal plakanın ısıl davranışının hesaplamalı akışkanlar dinamiği programıyla simülasyonu yapılmıştır. Aynı geometri ve farklı boyutlardaki tasarımlar analiz edilmiş ve soğutma performansı incelenmiştir. Sonuç olarak katot tarafındaki soğutmanın gerekli olduğu belirlenmiştir. En iyi soğutma şartları incelenmiş ve dar kanallarda birim alanda daha fazla ısı transferi olduğu ortaya çıkmıştır