Investigation of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell and investigation of usage areas in Turkey
[ X ]
Tarih
2021
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Siirt Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Yakıt hücreleri; çıkışları mV ile MV arasında değişen sabit ve taşınabilir enerji üretiminde veya ulaşımda çeşitli uygulamalara sahip, gelişmekte olan bir teknolojidir. En gelişmiş, en çok araştırılan ve tercih edilen, en umut verici yakıt hücresi tipi, proton değişim membranı (PEM) yakıt hücresidir. Proton değişim membranı (PEM) yakıt hücreleri, çeşitli enerji dönüşüm teknolojileri için umut verici cihazlardır. Ancak, pazara nüfus etme konusunda sınırlı durumda kalmaktadır, çünkü yüksek maliyetli olmaları pazarda kullanımlarının önünde büyük bir engeldir. Proton değişim membranı (PEM) yakıt hücresi, hidrojen enerjisinin temiz, sürdürülebilir ve yenilenebilir bir enerji kullanımı sağladığı hidrojen enerji sistemi için en önemli cihazlardan biridir. PDM yakıt hücrelerinin çalışma sıcaklığı, Nano boyutlu ilavesiyle Nanokompozit polimerik membranların hazırlanması ile arttırılır. Membran elektrot düzeneği (MEA), proton değişim membranı (PEM) yakıt hücrelerinin anahtar parçasıdır. Bu çalışmada, her katalizör için oluşturulan 7 MEA'nin farklı operasyonel parametrelerinin (hücre sıcaklığı, nem oranı ve gaz akış hızı) etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında toplam 7 Membran elektrot düzeneği (MEA) hazırlanmıştır. Parametrelerin Membran elektrot düzeneği (MEA) yapıları üzerindeki etkilerini incelemek için farklı yapısal, 7 farklı deney seti oluşturulmuştur. Deneysel verilerimiz Platin (PtLa/C) anot ile oluşturulan Membran elektrot düzeneği (MEA) ve Platin (Pt:La) ile Platin (Pt/C) katot elektrotlarının indirgeme yöntemiyle 3:1 yüklemelerle gaz akış hızlarına bağlı performans eğrilerini göstermektedir. Pt/C ile karşılaştırıldığında, MEA'nın katot kısmındaki Pt/C anot kısmında PtLa2/C elektro katalizör kullanılarak elde edilen deneysel veriler diğer PtLa/C verilerinden daha iyiydi. %80 nemde PtLa2 ve %60 nemde Pt/C, PtLa2 40 0C hücre sıcaklığında PtLa2, Pt/C 60 0C hücre sıcaklığında Pt/C ve 20 mL/dk gaz akış hızı ile PtLa2/C, 30 mL/dk gaz akış hızı ile Pt/C. Karşılaştırıldığında, membran elektrot düzeneklerinin (MEA) akım-potansiyel değerleri birbirine çok yakındır. Deneysel sonuçlar, çeşitli çalışma parametrelerinin PEM yakıt hücresinin performansı üzerindeki etkilerini gösteren polarizasyon eğrileri şeklinde sunulmaktadır.
Fuel cells are an emerging technology with various applications in transportation, stationary and portable power generation, with outputs ranging from mW to MW. The most developed, promising, widely researched, and demonstrated type of fuel cells is proton exchange membrane (PEM) fuel cell. Proton exchange membrane (PEM) fuel cells are promising devices for a variety of energy conversion technologies. However they have limited market penetration because on the market, it's of high cost which is a big barrier to their use. Proton exchange membrane (PEM) fuel cell is one of the most important device for hydrogen energy system where hydrogen energy is providing a neat, sustainable and renewable energy use. Operating temperature of PEM fuel cells are increased by the preparation of Nanocomposite polymeric membranes with the addition of Nano-sized. Membrane electrode assembly (MEA) is the key part of Proton exchange membrane (PEM) fuel cells. In this study, the effect of different operational parameters (cell temperature, humidity rate and gas flow rate) of 7 MEAs created for each catalyst was examined. A total of 7 Membrane electrode assembly (MEAs) were prepared within the scope of experimental studies. Different structural, 7 different sets of experiments to examine the effects of parameters on Membrane electrode assembly (MEAs) structures has been created. Our experimental data shows performance curves depending on gas flow rates of Membrane electrode assembly (MEA) created with Platinum (PtLa / C) anode and Platinum (Pt / C) cathode electrodes with Platinum (Pt: La) 3: 1 loadings by reduction method. When compared with Pt / C, the experimental data obtained by using PtLa2 / C electro catalyst in the Pt / C anode part of the MEA in the cathode part were better than the other PtLa / C data. PtLa2 at 80% humidity and Pt / C at 60% humidity, PtLa2 40 0C and Pt / C 60 0C cell temperature and PtLa2 / C with 20 mL / min gas flow rate Pt / C with 30 mL / min gas flow rate. When compared, the current-potential values of Membrane electrode assembly MEAs are very close to each other. The experimental results are presented in the form of polarization curves, which show the effects of the various operating parameters on the performance of the PEM fuel cell.
Fuel cells are an emerging technology with various applications in transportation, stationary and portable power generation, with outputs ranging from mW to MW. The most developed, promising, widely researched, and demonstrated type of fuel cells is proton exchange membrane (PEM) fuel cell. Proton exchange membrane (PEM) fuel cells are promising devices for a variety of energy conversion technologies. However they have limited market penetration because on the market, it's of high cost which is a big barrier to their use. Proton exchange membrane (PEM) fuel cell is one of the most important device for hydrogen energy system where hydrogen energy is providing a neat, sustainable and renewable energy use. Operating temperature of PEM fuel cells are increased by the preparation of Nanocomposite polymeric membranes with the addition of Nano-sized. Membrane electrode assembly (MEA) is the key part of Proton exchange membrane (PEM) fuel cells. In this study, the effect of different operational parameters (cell temperature, humidity rate and gas flow rate) of 7 MEAs created for each catalyst was examined. A total of 7 Membrane electrode assembly (MEAs) were prepared within the scope of experimental studies. Different structural, 7 different sets of experiments to examine the effects of parameters on Membrane electrode assembly (MEAs) structures has been created. Our experimental data shows performance curves depending on gas flow rates of Membrane electrode assembly (MEA) created with Platinum (PtLa / C) anode and Platinum (Pt / C) cathode electrodes with Platinum (Pt: La) 3: 1 loadings by reduction method. When compared with Pt / C, the experimental data obtained by using PtLa2 / C electro catalyst in the Pt / C anode part of the MEA in the cathode part were better than the other PtLa / C data. PtLa2 at 80% humidity and Pt / C at 60% humidity, PtLa2 40 0C and Pt / C 60 0C cell temperature and PtLa2 / C with 20 mL / min gas flow rate Pt / C with 30 mL / min gas flow rate. When compared, the current-potential values of Membrane electrode assembly MEAs are very close to each other. The experimental results are presented in the form of polarization curves, which show the effects of the various operating parameters on the performance of the PEM fuel cell.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
