Three dimensional and two-phase modeling of a flowing-electrolyte direct methanol fuel cell

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ÖMER FARUK ATACAN

Danışman: CAN ÖZGÜR ÇOLPAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Doğrudan metanollü yakıt pilleri (DMYP) gelecek vaat eden, küçük ölçekli taşınabilir uygulamalar için güç üretebilen bir teknolojidir. Bu teknolojinin en büyük eksikliklerinden birisi, çalışma durumunda anottan katoda doğru istenmeyen metanol geçişidir. Bu metanol geçişi katot katalist tabakada bozulmalara neden olarak yakıt pili performansını etkiler. Akan elektrotli yakıt pili, doğrudan metanollü yakıt pilinin (AE-DMYP) bu eksikliğini engellemek için potansiyel bir çözümdür. Bu yakıt pilinde, anot ve katot akan bir elektrolit yardımıyla (seyreltilmiş sülfirik asit) ayrılarak anottan katoda geçmek için girişimde bulunan metanolü engelleyerek katodu korur. Bu çalışmada, akan elekrolitli doğrudan metanollü yakıt pilinin performans karakteristikleri değerlendirilmiştir. Modellemede korunum denklemleri (kütle, momentum, kimyasal tür, yük ve enerji) ve yardımcı denklemler birleştirilerek, ticari bir yazılım olan ve sonlu elemanlar metoduna dayanan COMSOL Multiphysics kullanılarak çözülmüştür. 3 boyutlu iki fazlı ve 2 boyutlu iki fazlı izotermal olmayan modeller geliştirilmiştir. Bu modeller kullanılarak, önemli parametrelerin (akan elekrolit kanalı kalınlığı, yakıt ve hava sıcaklığı gibi) etkisi araştırılmıştır. Bu parametrik çalışmaların sonucunda, güç yoğunlukları ve türlerin (su, metanol ve oksijen) konsantrasyon ve sıcaklık dağılımları değerlendirilmiştir.