Tez detayları

Development of 100W portable fuel cell system working with sodium borohydride = Sodyum bor hidrür ile çalışan 100W portatif yakıt pili sistemi geliştirilmesi

Yazarlar:

Erkan, Serdar

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Doktora (Phd)

Yayın Tarihi:

12/2010

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000309469

Anahtar sözcükler:

Özet

Fuel cells are electricity generators which convert chemical energy of hydrogen directly to electricity by means of electrochemical oxidation and reduction reactions. A single proton exchange membrane (PEM) fuel cell can only generate electricity with a potential between 0.5V and 1V. The useful potential can be achieved by stacking cells in series to form a PEM fuel cell stack. There is a potential to utilize 100W class fuel cells. Fuelling is the major problem of the portable fuel cells.The aim of this thesis is to design and manufacture a PEM fuel cell stack which can be used for portable applications. The PEM fuel cell stack is planned to be incorporated to a NaBH4 hydrolysis reactor for H2 supply. Within the scope of this thesis a new coating technique called ?ultrasonic spray coating technique is developed for membrane electrode assembly (MEA) manufacturing. New metal and graphite bipolar plates are designed and manufactured by CNC technique. A fuel cell controller hardware is developed for fuel supply and system control.The power densities reached with the new method are 0.53, 0.74, 0.77, and 0.88 W/cm2 for 20%, 40%, 50%, 70% Pt/C catalyst by keeping 0.4mg Pt/cm2 platinum loading constant, respectively. The power density increase is 267% compared to ?spraying of catalyst ink with air pressure atomizing spray gun?.All parts of the PEM fuel cell stack designed were produced, assembled, and tested. The current density reached is 12.9A at 12 V stack potential and the corresponding electrical power of the stack is 155W.

Yakıt pilleri hidrojenin kimyasal enerjisini elektrokimyasal oksidasyon ve indirgenme reaksiyonları ile doğrudan elektriğe çeviren jeneratörlerdir. Tekli bir yakıt hücresi potansiyeli 0.5 V ile 1 V arasında bir elektrik üretebilir. Kullanılabilir potansiyel, yakıt pili yığınını oluşturmak için hücrelerin seri bağlanması ile sağlanır. 100 W sınıfı yakıt pillerinin kullanılabilmesi için potansiyel bulunmaktadır. Yakıt sağlama portatif yakıt pillerinin temel sorunudur.Bu tezin amacı, portatif uygulamalarda kullanılabilecek bir polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt pili yığınının tasarlanması ve üretilmesidir. PEM yakıt pilinin hidrojen sağlayıcısı olarak NaBH4 hidroliz reaktörü ile birleştirilmesi planlanmıştır. Bu tezin kapsamında membran elektrot atacı (MEA) imalatı için ?ultrasonik sprey kaplama tekniği? adında yeni bir kaplama tekniği geliştirilmiştir. Yeni metal ve grafit plakalar tasarlanmış ve CNC tekniği ile imal edilmiştir. Yakıt besleme ve sistem kontrolü için yakıt pili kontrol cihazı geliştirilmiştir.Yeni metot ile ulaşılan güç yoğunlukları 0.4mg Pt/cm2 platin yüklemesini sabit tutarak %20, %40, %50 ve %70 Pt/C katalizöler için sırasıyla, 0.53, 0.74, 0.77 ve 0.88 W/cm2 ye ulaşmıştır. Güç yoğunluğu artışı, katalizör mürekkebinin ?basınçlı hava sprey tabancası püskürtme yöntemi? ile püskürtülmesine kıyasla %267 artmıştır.PEM yakıt piline ait bütün parçalar tasarlanmış, imal edilmiş ve test edilmiştir. Ulaşılan akım yoğunluğu 12 V potansiyelde 12.9A'e ulaşmıştır ve buna karşılık gelen yığın gücü 155W tır.

Tez detayları

Development of 100W portable fuel cell system working with sodium borohydride = Sodyum bor hidrür ile çalışan 100W portatif yakıt pili sistemi geliştirilmesi

Yazarlar:

Erkan, Serdar

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Doktora (Phd)

Yayın Tarihi:

12/2010

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000309469

Anahtar sözcükler:

Enerji

Kimya Mühendisliği

Özet

Tez detayları

Development of 100W portable fuel cell system working with sodium borohydride = Sodyum bor hidrür ile çalışan 100W portatif yakıt pili sistemi geliştirilmesi

Yazarlar: Erkan, Serdar

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Doktora (Phd)

Yayın Tarihi: 12/2010

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000309469

Anahtar sözcükler:

Enerji

Kimya Mühendisliği

Özet

Yazarlar:

Erkan, Serdar

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Doktora (Phd)

Yayın Tarihi:

12/2010

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000309469