14.05.2014
KATI OKSİT YAKIT PİLİ İÇİN KANALSIZ
İNTERKONNEKTÖR TASARIMI VE ELEK
SEÇİMİNİN İNCELENMESİ
Gökhan DÜZGÜN
Yüksel Kaplan, Mahmut D. Mat, Selahattin Çelik
Murat Canavar, Abdullah Mat
NİSAN, 2014
İÇİNDEKİLER
1. Yakıt Pili Nedir?
2. Katı Oksit Yakıt Pili (KOYP)
3. İnterkonnektör seçimi
4. Elek seçimi
5. Amaç
6. Deney Düzeneği
7. Yapılacak Deneyler
8. Akım-Güç grafiği ve Maliyet
9. Sonuç
10. Gelecekteki çalışmalar
11. Teşekkür
2
1
14.05.2014
Yakıt Pili Nedir?
Hidrojenin kimyasal enerjisinden doğrudan elektrik
enerjisi üreten sistemlere yakıt pili denir.
Yakıt pili çalışma prensibi [1]
3
UYGULAMA ALANLARI

Konutlarda ve sanayide
 Taşınabilir güç kaynaklarında
 Ulaşımda
 Uzay sanayisinde
 Askeri uygulamalarda
4
2
14.05.2014
Katı Oksit Yakıt Pili (KOYP)
Katot :
2 + 4 −→ 2 −2
Anot:
 2+  2− → 2 O + 2 −
Toplam:
2 + 1/2 2→ 2 
Yakıt pili hücresi şematik gösterimi [2]
5
İNTERKONNEKTÖR SEÇİMİ
Katı oksit yakıt pilllerindeki interkonnektörler, elektrokimyasal olarak
hidrojenden üretilen elektriğin toplandığı, yakıt ve oksidantın sisteme
sağlandığı akış kanallarından oluşan metalik plakalardır.
6
3
14.05.2014
ELEK SEÇİMİ
İnterkonektör geometrisinin ve elek yapısının Katı Oksit Yakıt Pili
(KOYP) tekli stak performansı üzerindeki etkileri oldukça önemlidir.
7
SOLIDWORKS ELEK
TASARIMI
8
4
14.05.2014
AMAÇ
Bu çalışmada interkonnektör kanallarının yerine daha
büyük boyutlu elek malzemesi kullanılarak hem akış hem
de akım toplama işlemi aynı anda sağlanacaktır. Böylece
kanal açma yerine düz bir plaka kullanılarak işleme
maliyeti yarı yarıya düşürülecektir. Çalışma kapsamında
farklı elek boyutlarının performansa etkisi incelenerek
optimum boyutlara sahip elek tasarımı belirlenecektir.
9
DENEY DÜZENEĞİ
KOYP Test Hücresi [2]
10
5
14.05.2014
YAPILAN DENEYLER
ANOT
KATOT
Deney 1
Standart ( Düz kanal –
Poroz)
Düz kanal – Krofer elek
Deney 2
Woven Elek ( 1,4 mm )
Düz kanal – Krofer elek
Deney 3
Woven Elek ( 1,4 mm ) Punta
Düz kanal – Krofer elek
11
DENEY FOTOĞRAFLARI
12
6
14.05.2014
Akım-Güç Grafiği
GÜÇ (W)
35
30
25
20
Deney 1
Deney 2
15
Deney 3
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
AKIM (A)
13
MALİYET
Kanallı Stak
Kanalsız Stak
Tek Hücre
1000 TL
450 TL
1 kW
25000 TL
11250 TL
30000
25000
20000
1 kW
Tek Hücre
15000
10000
5000
0
Kanallı Stak
Kanalsız Stak
14
7
14.05.2014
SONUÇ

KOYP için yeni bir akış alanı tasarlanmıştır.

Bu akış alanı tasarımının performansı literde yaygın
olarak kullanılan paralel kanallı akış tasarımı ile aynı
performans değerlerini göstermiştir.

1 kW’lık KOYP stağının maliyetini %55 düşürmüştür.
15
GELECEK ÇALIŞMALAR
ANOT
KATOT
Deney 4
Woven Elek ( 1,1mm )
Düz kanal – Krofer elek
Deney 5
Woven Elek ( 1,7mm )
Düz kanal – Krofer elek
 Sayısal simülasyon
 Crofer akış plakasının pres kalıplama ile imalatının
yapılabilmesi
 Paslanmaz çeliğin KOYP’de kullanılmasının
sağlanması
16
8
14.05.2014
TEŞEKKÜR
Bu çalışmada beni destekleyen değerli hocam Doç. Dr.
Yüksel Kaplan’a, değerli tavsiye ve önerileriyle
çalışmalarımı tamamlamamı sağlayan saygıdeğer hocam
Yrd. Doç. Dr. Selahattin Çelik’e, çalışmalarım boyunca
benden desteğini esirgemeyen ve hep yanımda olan Murat
Canavar ve Abdullah Mat hocalarıma sonsuz
teşekkürlerimi sunuyorum.
Bitirme tezim boyunca verdiği maddi destekten ötürü
TÜBİTAK’a ve bana olanak sağlayan Niğde Üniversitesi
Hidrojen Teknolojileri Laboratuvarına teşekkür ederim.
17
KAYNAKLAR
[1] Prof. Dr. Beycan İbrahimoğlu hidrojenli Enerji üreteçleri Nobel
yayın:1323 1. basım Haziran 2008
[2] KATI OKSİT YAKIT PİLLERİ İÇİN KONTAK MALZEMESİ
GELİŞTİRİLMESİ, Abdullah MAT
18
9
Download

10.04 Kati Oksit Yakit Pili İçin Kanalsiz İnterkonnektör Tasarimi Ve