Farklı sıkıştırma yöntemlerinin PEM yakıt hücresi performansına etkilerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ARİFE UZUNDURUKAN

Danışman: MUHİTTİN BİLGİLİ

Özet:

Yakıt hücresi teknolojisi verimli, temiz ve güvenilir bir elektrik üretimi sağlar. Yakıt hücresi tipleri arasında, Proton Elektrolit Membran Yakıt Hücresi (PEMYH), taşınabilir uygulamalarla uyumluluğu ve düşük sıcaklıklarda yüksek performans göstermesi nedeniyle diğer yakıt hücresi tiplerine kıyasla öne çıkmaktadır. PEMYH'nin performansını etkileyen en önemli faktörlerden biri sıkıştırma kuvveti ve yöntemidir. Bu çalışmada, cıvata ile sıkıştırma ve press altında sıkıştırma yöntemlerinin PEMYH’nin performansına etkisi 0,4 Nm ile 1,9 Nm arasında değişen ve bu yüklere karşılık gelen 1341 N ile 6340 N arasındaki yükler altında incelenmiştir. Toplam deformasyon analizi ANSYS üç boyutlu (3D) sonlu elemanlar analizi (FEA) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda yakıt hücresi test istasyonu kullanılarak paralel serpantin (PIS) akış kanalına ve 25 cm2 aktif alana sahip olan tek hücreli PEMYH kullanılmıştır. Deneyler anot tarafından (H2) ve katot tarafından (hava) beslenerek 60°C sıcaklıkta yapılmıştır. Maksimum güç yoğunluğu cıvata ile sıkıştırma ve pres altında sıkıştırma yöntemleri için sırasıyla 0,458 W/cm2 ve 0,480 W/cm2 olarak hesaplanmıştır. 0,6 V hücre çalışma voltajında PEMYH'nin güç yoğunluğunun 4389 N değerinde pres altında sıkıştırma yönteminin bu değere karşılık olan 1,3 Nm değerinde cıvata ile sıkıştırma yöntemine göre % 11 arttığı görülmüştür. PEMYH’nin sıkıştırılmasında homojen bir kuvvet dağılımının hücre performansını büyük ölçüde arttırdığı belirlenmiştir