Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Erman Çelik
Danışman: İRFAN KARAGÖZ
Özet:Hidrojenin elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu elektrik enerjisine dönüştürülmesinde Proton Değişim Membranlı (PEM) yakıt pilleri; düşük çalışma sıcaklığı, hızlı devreye girme, yüksek güç yoğunluğu gibi özellikleriyle özellikle mobil sistemler için ideal bir enerji dönüşüm sistemi olarak ortaya çıkmaktadır. Buna karşın PEM yakıt pilleri; su akıntısı, kuruma, kurumaya bağlı aşırı sıcaklık bölgelerinin oluşması gibi olumsuz sonuçlar yönünden güçlendirilmeye muhtaçtır. Bu tez kapsamında, biyolojik yapıların geometrik özelliklerinden ve canlıların değişken koşullar karşısında geliştirdikleri adaptasyonlardan yararlanarak geliştirilen biyo esinlenmeli akış alanları ile bu problemlerin çözülmesi amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında üç yeni akış alanı geliştirilmiştir. Bunlar memelilerin dolaşım sistemlerinin hipoksi altındaki reflekslerinden yola çıkarak geliştirilen ara rezervuarlı, ara beslemeli akış alanları ve arıların bal peteklerinin şeklinden esinlenilerek geliştirilen bal peteği akış alanıdır. Ayrıca dört kanallı serpantin akış alanı farklı sıcaklık ve basınç etkileri altında referans olarak test edilmiştir. Ara beslemeli akış alanında reaktant besleme noktaları ve besleme oranları değişken kabul edilip optimum operasyon koşullarının deneysel olarak belirlenmesi sağlanmıştır. Elde edilen sonuçların açıklanmasında ihtiyaç duyulan noktalarda Ansys Fluent PEM Fuel Cell modülü ile yapılan sayısal analizlerden yararlanılmıştır. Çalışma sonunda ara rezervuarlı akış alanının dört kanallı serpantin akış alanına göre yaklaşık %10 oranında daha yüksek güç yoğunluğuna sahip olduğu tespit edilmiştir. Ara beslemeli akış alanlarında besleme oranlarının anot ve katot tarafında simetrik veya asimetrik yapılması arasında sürekli üstünlük gösteren bir korelasyon bulunmamaktadır. Çıkışa en yakın giriş portundan yapılan ara besleme debisinin yükselmesi güç çıkışının zayıflamasına neden olmuştur. Yeni tasarlanan akış alanları içinde en yüksek performansı doğru akışlı bal peteği akış alanının gösterdiği tespit edilmiştir.