- Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
- Vol: 31 Issue: 1
- PEM YAKIT PİLİNİN DEĞİŞİK MEMBRAN ELEKTROT ÇİFTİ KALINLIKLARINDA ve FARKLI ÇALIŞMA BASINCI KOŞULLARI...
PEM YAKIT PİLİNİN DEĞİŞİK MEMBRAN ELEKTROT ÇİFTİ KALINLIKLARINDA ve FARKLI ÇALIŞMA BASINCI KOŞULLARINDA ÜÇ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ
Authors : Muhittin Bilgili, Mecit Sivrioğlu
Pages : 0-0
Doi:10.17341/gummfd.59943
View : 12 | Download : 5
Publication Date : 2016-03-24
Article Type : Other
Abstract :İki farklı boyuttaki MEÇ’in (Membran Elektrot Çiftinin) kullanıldığı, tek bir hücreden oluşan proton aktaran membran yakıt pilinin (PEMFC) ANSYS-FLUENT yardımı ile üç boyutlu sayısal analizi yapılmıştır. İki farklı kalınlıktaki MEÇ ile hazırlanan PEM yakıt pilinin sayısal analizi farklı çalışma koşullarında yapılmıştır. Birinci MEÇ’de difüzyon tabakası, katalizör tabakası ve membran kalınlıkları sırasıyla, 0,400 mm, 0,005 mm ve 0,035 mm olarak belirlenmiştir. İkinci MEÇ için bu kalınlıklar 0,300 mm, 0.050 mm. ve 0,125 mm olarak kabul edilip sayısal çözümler alınmıştır. Bu iki MEÇ kullanılarak polarizasyon eğrileri elde edilip karşılaştırılmıştır. İnce bir katalizör tabakası kalınlığına sahip MEÇ-1 için elde edilen çözümler neticesinde konsantrasyon kayıplarının olduğu kısım polarizasyon eğrisinde görülebilmektedir. MEÇ-1 ile hazırlanan yakıt pili modelinin çözümünden elde edilen akım yoğunluğu değerleri MEÇ-2 ile hazırlanan duruma göre daha iyi çıkmıştır. PEM yakıt pili modeli için çalışma basıncının akım yoğunluğuna etkileri bu iki farklı kalınlıktaki MEÇ (MEÇ-1 ve MEÇ-2) kullanılarak analiz edilmiştir. Çalışma basıncı 150 kPa, 200 kPa, 300kPa ve 400 kPa olarak belirlenip her bir basınç değerindeki polarizasyon eğrileri her iki MEÇ içinde grafikler halinde sunulmuştur. Bu problemin çözümü için, kütle, momentum, enerji, türler ve faz potansiyelinin korunumu dikkate alınmıştır. ANSYS FLUENT PEMFC modülünde yakıt pili içindeki elektrokimyasal eşitlikler, hidrojenin oksidasyonu ve oksijenin indirgenme hızına bağlı olarak çözülmüştür. Hidrojen ve oksijenin kütle kesri dağılımları ile ilgili sonuçlar, ana gaz akış yönünde iki boyutlu olarak sunulmuştur. Ayrıca hidrojenin kütle kesri değişimleri ana akışa dik kesitlerde (giriş, orta ve çıkış) alınan dağılımlarla iki boyutlu olarak incelenmiştir.Keywords : PEM yakıt pili, Membran Elektrot Çifti (MEÇ), sayısal analiz.