YAKIT HÜCRELERİNDE KULLANILACAK GÖZENEKLİ PASLANMAZ ÇELİK TOZ METAL PARÇALARIN ÜRETİM PARAMETRELERİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2012, Cilt: 27 Sayı: 2, 0 - , 19.02.2013

Yusuf Usta Adem Köylü

Öz

Bu çalışmada yakıt hücrelerindeki ısı değiştiricilerinde de kullanılabilmesi düşüncesi ile SS316L küreselpaslanmaz çelik tozlarından, bir alt plaka (yüzey) üzerine tutundurulmuş gözenekli yüzeye sahip parçalarüretilmiştir. Bu tür yüzeylerin üretiminde en düşük basınç-sıcaklık değerleri ile tozlar ve alt plaka arasındakiilişki incelenmiştir. Ayrıca; tozların alt tabakaya tutunabilmesi maksadıyla alt tabakanın yüzey pürüzlülüğününarttırılması için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu amaçla yüzey aşındırma teknikleri araştırılmış, tozlarıntutunabilmesi için plakadaki gerekli en düşük yüzey pürüzlülüğü değeri belirlenmiştir. Çalışmalar yapılırkenişlemin sanayideki uygulanabilirliği gözetilmiştir. Bunun yanında sıcaklık ve basıncın, açık gözenekliliküzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapılan deney ve testler 200 MPa presleme basıncı, 500°C presleme sıcaklığı,Ra=1,7 μm plaka yüzey pürüzlülüğü ile gözenekliliğin %29,6 olarak ölçüldüğü değerlerin, bu tip yüzeylerinüretimi için yeterli başlangıç koşulları olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Yakıt hücresi, gözenek, paslanmaz çelik, sinterleme, pürüzlülük, toz metalurjisi.

Kaynakça

• Liter S.G., Kaviany M., “Pool-boiling CHF
• enhancement by modulated porous-layer coating:
• theory and experiment”, International Journal
• of Heat and Mass Transfer, Cilt 44, 4287–4311,
• -
• İnternet: Türk Toz Metalurjisi Derneği “Toz
• Metalurjisi Üretim Teknikleri” http://www.
• turktoz.gazi.edu.tr/ttmd_tr.htm, 2009.
• Qiao, Y.X., Zheng, Y.G., Okafor, P.C., Ke, W.,
• “Electrochemical behaviour of high nitrogen
• bearing stainless steelin acidic cloride solution:
• Effect of oxygen, acid concentration and surface
• roughness”, Electrochimica Acta., Cilt 54,
• –2304, 2009.
• Sato, S., Enoeda, M., Kuroda, T., Oharo, Y.,
• Mohri, K., Cardella, A., “Characteristic
• evaluation of HIP bonded SS/DSCu joints for
• surface roughness”, Fusion Engineering and
• Design, Cilt 58-59, 749–754, 2001.
• Torikai, Y., Penzhorn, R.D., Matsuyama, M.,
• Watanabe, K., “Tritium uptake by SS316 and its
• decontamination”, Journal of Nuclear
• Materials, Cilt 329-333, 1624–1628, 2004.
• Wang, Y., Northwood, D.O., “An investigation
• into polypyrrole-coated 316L stainless steel as a
• bipolar plate material for PEM fuel cells”,
• Journal of Power Sources., Cilt 163, 500–508,
• -
• Neikov O., Naboychenko S., Mourachova I.,
• Gopienko V.,Frishberg I., Handbook
• Nonferrous Metal Powders: Technologies and
• Applications, Elsevier, Amsterdam, 2009.
• Cora Ö. N., Usta Y., Koç Y., “Micromanufacturing
• of micro-scale porous surface
• structures for enhanced heat transfer applications:
• an experimental process optimization study”
• Journal of Micromechanics and
• Microengineering, pp.1-19, 2009.
• Koç, M, Usta, Y., Karakoç, A., “Investigations on
• thermo-mechanical fabrication of micro-scale
• porous surface features”, Journal of Power
• Sources, Cilt 179, 592–602, 2008.
• Mahabunphachai, S., Koç, M., Ni, J.,
• “Development of a novel process for
• manufacturing of fuel cell bipolar plates: internal
• pressure assisted embossing of microchannels
• with in-die mechanical joining”, 2006 ASME
• International Conference on Manufacturing
• Science and Engineering, MSEC2006-21034,
• Ypsilanti, 1-5, 2006.
• Gu, D., Shen, Y., “Processing conditions and
• microstructural features of porous 316L stainless
• steel components by DMLS-mechanical
• fabrication of micro-scale porous surface
• features”, Applied Surface Science, Cilt 255,
• –1887, 2008.
• Molin, S., Gazda, M., Kusz, B., Jasinski, P.,
• “Evaluation of 316 L porous stainless steel for
• SOFC support”, Journal of the European
• Ceramic Society, Cilt 29, 757–762, 2009.
• İnternet: Hacettepe Üniversitesi “Yakıt
• Hücrelerinin Tarihçesi” http://yunus.hacettepe.
• edu.tr/~yilser/yakitpili.htm, 2010.
• İnternet: University of Denver “The Telegraph
• Line: Batteries” http://mysite.du.edu/~jcalvert/,
• -
• İnternet: The Hebrew University of Jerusalem
• The Institute of Chemistry “Origin of the Electric
• Current: Galvanic Batteries”
• http://chem.ch.huji.ac.il/history/grove.htm, 2010.
• F. Barbir, “PEM Fuel Cells: Theory and
• Practice”, Elsevier, 2005.
• Dündar F., PEM tipi yakıt hücrelerinde
• kullanılan katalizörlerde farklı karbon desteği
• kullanılarak yüzey alanının arttırılması ve
• kinetik özelliklerinin geliştirilmesi, Yüksek
• Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
• Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze,
• -
• Berning, T., Djilali, N., “Transport Phenomena in
• a PEM Fuel Cell: A Parametric Study Using a
• Three-Dimensional Computational Model
• Transport phenomena in a PEM fuel cell”, 11th
• Canadian Hydrogen Conference, Victoria, 699-
• , 2001.
• İnternet: TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası
• “Çimento Tipinin Donatı Korozyonuna Etkisi”
• http://www.e-kutuphane.imo.org.tr/pdf/3157.pdf,
• -
• İnternet: TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası
• “AISI 316L Tipi Östenitik Paslanmaz Çeliklerin
• Taneler Arası Korozyona Duyarlılığının
• Elektrokimyasal Polarizasyon Yöntemiyle
• Belirlenmesi” http://www.metalurji.org.tr/dergi/
• dergi140/ d140_5061.pdf, 2010.
• TS 2040 EN ISO 1302, “Geometrik mamul
• özellikleri (GMÖ) – Teknik mamul dokümantasyonunda
• yüzey durumlarının gösterilişi”, Türk
• Standardı, (2005).