2 results
Search Results
Now showing 1 - 2 of 2
Article YÜKSEK SICAKLIK PROTON DEĞİŞİM MEMBRAN YAKIT HÜCRESİ MİKROKOJENERASYON UYGULAMASININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ(2018) Devrim, Yılser; Yapıcı, Ekin ÖzgirginBu çalışmada, yüksek verimlilikleri ve çevre dostu teknolojiler olmaları sebebiyle tercih edilen, güvenilir güç üretim tekniklerinden biri olan yüksek sıcaklık proton değişim membran (YSPEM) yakıt hücreleri kullanılarak bir evsel mikro-kojenerasyon (birlikte ısı-güç) sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem, YSPEM yakıt hücresi tarafından üretilen elektrik gücü ve faydalı ısının kombine bir şekilde, kullanılmasını içermektedir. Hücrenin çalışması sırasında, yüksek performans ve kararlı güç üretimi sağlanabilmesi için hücre içerisinde üretilen ısının uzaklaştırılması ve hücre içi sıcaklığın sabit kalması gerekmektedir. Bu sebeple tasarlanan yenilikçi soğutma sisteminin atık ısısı, sıcak su ısıtmasında kullanılacak olan ısıl enerjinin teminini sağlamaktadır. Böylelikle toplam verim basit çevrimlere göre yaklaşık iki katına çıkabilmektedir. Çalışma kapsamında tasarlanan 225 W gücünde YSPEM yığını 160°C çalışma sıcaklığında hidrojen ve hava gazları ile test edilmiştir. Çalışması sırasında sıcaklığın hücre içerisinde homojen olarak dağılımı, hücrenin kısa sürede gerekli çalışma sıcaklığına ulaşabilmesi, yakıt hücresinde oluşan ısının hücreden sürekli olarak uzaklaştırılabilmesi için yakıt hücresi yığını soğutucu akışkan (Isı Transfer Yağı 32-Petrol Ofisi) kullanılarak soğutulmuştur. Hücre izolasyon malzemesi seçimi ve kalınlığı, doğal taşınım ve radyasyon yolu ile ısı kaybı hesabıyla belirlenmiştir. Maksimum verim çalışma koşulları için mikro-kojenerasyon sisteminin su giriş çıkış sıcaklıkları, su ve soğutucu akışkan debileri, uygun boru çapı hesabı ve pompa güç hesabı yapılarak nihai sistem tasarlanmıştır. Çalışmada tasarlanan kojenerasyon sisteminde, YSPEM yığınının soğutulması ile açığa çıkan atık ısı, 15-20C’lik şebeke suyunun ısıtılması için kullanılmıştır. Şebeke suyu sıcaklığı yalıtımlı hücre kullanılması durumunda ortalama 50C’ye kadar ısıtılmıştır. Elde edilen veriler yakıt hücresi mikro-kojenerasyon uygulamasının kullanılabilirliğini göstermektedir.Research Project Reformat Gazlar ile Çalışabilen Yüksek Sıcaklık Yakıt Hücresi ve Bileşenlerinin Tasarımı, Geliştirilmesi ve Mikro- Kojenerasyon Uygulamasının İncelenmesi(2018) Devrim, Yılser; Eroğlu, İnci; Albostan, Ayhan; Yapıcı, Ekin Özgirgin; Bilir, Levent; Devrim, HüseyinGünümüzde, büyük bir kısmı fosil yakıtlardan üretilen enerjinin, yeni ve temiz enerji kaynaklarından üretimi giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Güvenilir, sağlam ve çevre dostu güç üretim teknikleri içerisinde yakıt hücreleri yüksek verimlilik, yüksek basınç karakteristikleri ve çevre dostu olmaları nedeniyle büyük çekmektedir. Son yıllarda taşınabilir ve yerleşik uygulamalar gibi pek çok uygulaması olan yakıt hücrelerinin birleştirilmiş ısı ve güç (kojenerasyon) uygulamaları da gündeme gelmiştir. Birleştirilmiş ısı ve güç teknolojilerinde (CHP), yakıttaki kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine ve ayrıca faydalı ısıya dönüştüren yakıt hücreleri, düşük karbondioksit (CO2) emisyonu, yüksek elektriksel verim ve kolay bakım gibi avantajlar ile geleneksel güç üretim teknolojilerine (örneğin; içten yanmalı motor) göre kombine ısı-güç dağılımı üretmek için daha uygundur. Yüksek sıcaklık proton değişim membran (YS-PEM) yakıt hücresi tabanlı kojenerasyon sistemleri, düşük sıcaklık proton değişim membran (DS-PEM) tabanlı kojenerasyon sistemlerine göre kolay su yönetimi, daha ucuz yakıt işleme, daha fazla CO toleransı gibi avantajlara sahiptir. Bu proje kapsamında yüksek sıcaklık yakıt hücresi uygulamaları için polibenzimidazol (PBI) temelli kompozit ve çapraz bağlı membranlar geliştirilmiş ve reformat gazlar ile çalışabilen YS-PEM yakıt hücresi tasarımı yapılarak laboratuvar ölçekli mikro-kojenerasyon uygulaması incelenmiştir. Çalışmada ilk olarak yüksek sıcaklık yakıt hücrelerinin performansını ve kararlılığını arttırmak için yüksek sıcaklıklara uzun süre dayanıklı ve yüksek performanslı membranlar ve elektrot malzemeleri geliştirilmiştir. Hazırlanan membranların fizikokimyasal ve elektrokimyasal karakterizasyonu yapılarak, en iyi özelliğe sahip membrana ulaşılmaya çalışılmıştır. Daha sonra yüksek performans için özgün reaktant akış kanalları ve soğutma sistemine sahip 300 W net güce sahip YS-PEM yakıt hücresi tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Projede YS-PEM yakıt hücresi sisteminde önce saf H2 ile ve sonrasında farklı oranlarda CO, CO2 ve H2 gaz karışımları ile çalışılmıştır. Proje kapsamında ayrıca üretilen elektrik enerjisi yanı sıra sistemde oluşacak atık ısıdan maksimum derecede yararlanılması için kojenerasyon sistemi tasarımı ve modellemesi yapılmıştır.
