Yenilenebilir enerji teknolojilerinden bir tanesi olan yakıt pilleri ekonomik, güvenli, sessiz ve çevre dostu enerji çevrim araçlarıdır. Yakıt pilleri içinde hem çalımsa sıcaklığı düsük hem de daha çok verim elde edilen PEM (Polimer elektrolit membran) yakıt pilleri bu alanda en çok tercih edilen yakıt pillerdir. Bu tez çalısmasında tek boyutlu kararlı halde çalısan PEM yakıt pillerinin matematiksel modellenmesi yapılmıstır. PEM yakıt pilinin farklı çalımsa parametreleri için gaz konsantrasyon dağılımları, voltaj-akım ve voltaj-güç değisimleri belirlenmistir. PEM yakıt pillerindeki elektrolit tabaka yani membranın kalınlığı ve membranın iletkenliğini arttırmanın yakıt pilindeki membran kaybının azaltılmasında önemli olduğu görülmüstür. PEM yakıt pilinde kütle transferinden kaynaklanan kayıplar farklı parametre değerleri değistirilerek incelenmistir. Yapılan bu çalısma literatürdeki benzer çalısmalarla karşılaştırıldığında uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: PEM, Yakıt Pili, Membran, Modelleme, Optimizasyon.
Fuel Cells, which are renewable energy technologies, are reliable, quiet, affordable and eco-friendly energy cycling devices. Among fuel cells, PEM(Polimer elektrolit membran) fuel cells ,which work efficently at low temperatures, are the most preferable fuel cells in this field. The mathematical modelling of one-dimensional PEM fuel cells that work stablely, is performed in this dissertation. For the distinct working parameter of PEM fuell cells, the distributions of gas concentration, current-voltage and voltage-power changes are determined. It is observed that the increasing layer i.e the thickness and conductivity of the membrane, is vital on account of decrease in the power loss of the membrane in fuel cell. The losses originaing from the mass transer in PEM fuel cells are studied with changing the different parameters. This study is compared to the similiar one in the literature and found to be consistent with them. Keywords: PEM, Fuel Cell, Membrane, Modelling, Optimization.
Tez (Doktora)- Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, 2011.
Kaynakça var.
Yenilenebilir enerji teknolojilerinden bir tanesi olan yakıt pilleri ekonomik, güvenli, sessiz ve çevre dostu enerji çevrim araçlarıdır. Yakıt pilleri içinde hem çalımsa sıcaklığı düsük hem de daha çok verim elde edilen PEM (Polimer elektrolit membran) yakıt pilleri bu alanda en çok tercih edilen yakıt pillerdir. Bu tez çalısmasında tek boyutlu kararlı halde çalısan PEM yakıt pillerinin matematiksel modellenmesi yapılmıstır. PEM yakıt pilinin farklı çalımsa parametreleri için gaz konsantrasyon dağılımları, voltaj-akım ve voltaj-güç değisimleri belirlenmistir. PEM yakıt pillerindeki elektrolit tabaka yani membranın kalınlığı ve membranın iletkenliğini arttırmanın yakıt pilindeki membran kaybının azaltılmasında önemli olduğu görülmüstür. PEM yakıt pilinde kütle transferinden kaynaklanan kayıplar farklı parametre değerleri değistirilerek incelenmistir. Yapılan bu çalısma literatürdeki benzer çalısmalarla karşılaştırıldığında uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: PEM, Yakıt Pili, Membran, Modelleme, Optimizasyon.
Fuel Cells, which are renewable energy technologies, are reliable, quiet, affordable and eco-friendly energy cycling devices. Among fuel cells, PEM(Polimer elektrolit membran) fuel cells ,which work efficently at low temperatures, are the most preferable fuel cells in this field. The mathematical modelling of one-dimensional PEM fuel cells that work stablely, is performed in this dissertation. For the distinct working parameter of PEM fuell cells, the distributions of gas concentration, current-voltage and voltage-power changes are determined. It is observed that the increasing layer i.e the thickness and conductivity of the membrane, is vital on account of decrease in the power loss of the membrane in fuel cell. The losses originaing from the mass transer in PEM fuel cells are studied with changing the different parameters. This study is compared to the similiar one in the literature and found to be consistent with them. Keywords: PEM, Fuel Cell, Membrane, Modelling, Optimization.