GCRIS :: Search

Küresel ısınma arttıkça ve fosil yakıt kaynakları tükendikçe yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmaktadır. Güneş ışığı, rüzgar, jeotermal enerjiler ve hidro enerji gibi temiz enerji kaynakları yenilenebilir enerji kaynaklarını oluşturur. Güneşin ve rüzgarın sonsuz kaynak olması yenilenebilir enerjiyi gün geçtikçe daha önemli hale getirmektedir. Ayrıca, dışa bağımlılığı azaltması da yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini daha da arttırmaktadır. Ülkemiz gerek güneş ışınımı gerekse rüzgar potansiyeli yönünden oldukça verimli bir konuma sahiptir. Bu da güneş enerjisi ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimini daha da önemli hale getirmektedir. Ancak ,yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut yüksek başlangıç maliyetleri ve düşük enerji dönüşüm verimlilikleri yenilenebilir enerjinin kullanılabilirlik durumunu azaltmaktadır. Güneş enerjisinden elektrik üretiminin akşam saatlerinde yapılmaması da kesintilere yol açmaktadır. Bu yüzden birbirini tamamlayıcı sistemler olarak güneş ve rüzgar enerji sistemleri entegrasyonu kullanılmaktadır. İki ya da daha fazla yenilenebilir enerji kaynağının bir arada kullanılmasına hibrit sistemleri denir. Tek bir yenilenebilir enerji kaynağının kullanılmasından ziyade hibrit sisteminin kullanımı hem maliyet açısından daha avantajlı hem de verimlilik açısından daha avantajlıdır. Tek sistem olarak kurulu kaynaklardan oluşabilecek kesintili elektrik sorunu, güneş-rüzgar enerjisi entegrasyonunda kurulan sistem çözebilir. Güneşin gündüz saatlerinde elektrik üretmesi ve rüzgarın akşam saatlerinde elektrik üretmesi birbirini tamamlayıcı özellik sağlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarında karşılaşabilinecek diğer bir sorun ise depolamadır. Bilindiği gibi güneş enerjisinde kullanılan bataryalar mevsimsel depolama yapmamaktadır. Bu da fazla üretilen elektriğin kullanılamayacağını gösterir. Bu yüzden alternatif enerji kaynağı olarak hidrojen enerjisi devreye girer. Enerjinin hidrojen şeklinde depolanması hem günlük hem de mevsimsel depolama için çözüm oluşturur. Elektrölizör yardımıyla su molekülleri hidrojen (H2) ve oksijene (O2) ayrıştırılır ve yüksek basınçlı tanklarda H2 ve O2 olarak depolanır. Yakıt hücreleri de bu sistemde hidrojenin oluşturduğu kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir kaynaktır. Güneş-rüzgar sistemine entegre edilen yakıt hücreleri de enerji dönüşümünü yükseltmek açısından alternatif bir çözümdür. Yakıt hücresi türleri içinde proton değişim membranlı yakıt hücresi (PEMYH) sessiz çalışma ve daha düşük korozyon, yüksek güç yoğunluğu, düşük yerel emisyonlar, düşük çalışma sıcaklıkları gibi özelliklerinden dolayı en çekici olanıdır. Bu nedenle fotovoltaik paneller ve rüzgar türbinleri bulunan hibrit sistemler için PEMYH ile çalıştırılabilirler. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çalışmalarındaki en önemli süreci simülasyon adımları oluşturmaktadır. Bu tez çalışması, Ankara Atılım Üniversitesinin 25 kW'lık elektrik ihtiyacını şebekeye bağlı olmadan, hibrit sistemlerden karşılamak için yapılmıştır. Sistem depolama sorunun çözmek için hidrojen enerjisi ve buna bağlı olarak yakıt hücresi tasarlanmıştır. Günde 5 saat çalışacak PEMYH tasarımı MATLAB program aracılığıyla tasarlanmış ve TRNSYS programına entegre edilmiştir. Sistem simülasyonu TRNSYS programı kullanılarak yapılmıştır. Elektrölizörün çalışması için sabit sayıda seçilen rüzgar türbinlerine göre optimum panel sayısı belirlenmiştir. Son olarak Seviyelendirilmiş maliyet hesaplamaları hesaplanarak ve optimum sistem belirlenmiştir.

Anion Exchange Membranes (AEM) have the potential to solve the cost issues of fuel cell technologies due to their basic environment that can allow the use of cheaper components. However, there is still a need to develop an ideal inexpensive, mechanically robust AEM with high ionic conductivity and ion exchange capacity (IEC). In this work, we present various dual-fiber electrospun membranes based on a novel radiation-grafted copolymer. First, the synthesis route of radiation-induced grafting of vinyl benzyl chloride (VBC) onto poly (vinylidene fluoride) (PVDF) to prepare PVDF-g-VBC was optimized. Then, PVDF-g-VBC powders were used to fabricate dual-fiber electrospun mats with inert PVDF and commercial Fumion-FAA-3 ionomer. Dual-fiber electrospun mats were hot-pressed and then quaternized with trimethylamine. Finally, mechanical properties, ion exchange capacity, ionic conductivity, and morphology of these prepared dual-fiber electrospun membranes were investigated. The dual-fiber membrane prepared with PVDF-g-VBC (88% of the total weight of the membrane) and PVDF: Fumion-FAA-3 (1:2) mix (12 wt%) realized ionic conductivity of 4.67 mS/cm at 25 °C, high ion exchange capacity of 1.35 mmol/g with Young's Modulus of 761 MPa. The membrane based on the combination of radiation grafting and dual-fiber electrospinning was prepared for the first time in literature and offers the prospect of tuning and fine-control of mechanical and physicochemical properties of AEMs. © 2023 Hydrogen Energy Publications LLC

Filters

Settings

Sort By

Results per page

Search Results