Araştırma Makalesi

PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI

Cilt: 7 Sayı: 1 31 Ocak 2018
  • Ömer Genç
  • Mehmet Ali Kallioğlu
PDF İndir
EN TR

PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI

Öz

   Bu çalışmada Proton Elektrolit Membranlı (PEM) elektrolizör hücresinde meydana gelen fiziksel ve elektrokimyasal olaylar ve hücre voltajı, akım yoğunluğu gibi çalışma parametrelerinin hücre performansına etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Elektroliz hücresinde akış, kütle transferi, şarj korunumu ve elektrokimyasal olayları karakterize eden denklemler COMSOL Multiphysics ticari yazılımı ile çözülmüştür. Deney düzeneğinde 50 cm2 aktif alana sahip membran elektrot grubu (MEG) kullanılırken, anotta gözenekli titanyum, katotta gaz difüzyon tabakası olarak karbon kâğıt kullanılmıştır. Ölçülen deneysel sonuçlar hesaplanan sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış, özellikle yüksek akım yoğunluklarında sayısal modelin hücre davranışını tahmininde öngörülen hata ile doğru sonuç verdiği görülmüştür. Bu durumun modelde yapılan eş sıcaklık kabulünden kaynaklandığı değerlendirilmiştir. Sayısal sonuçlar kanal boyunca oksijen ve hidrojen konsantrasyonlarının arttığını göstermiştir. Hidrojen üretimi 1,48 V’da başlarken akım yoğunluğu arttıkça hidrojen üretiminin de arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca voltaj verimi sayısal çözümde 0,809 iken deneyselde 0,871 olarak tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] KONOPKA, A., GREGORY D., “Hydrogen Production by Electrolysis: Present and Future”, 10th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 1184-1193. New York, USA, 1975.
  2. [2] TSUTOMU, O., YOSHINORI, S., “Optimum Hydrogen Generation Capacity and Current Density of the PEM-type Water Electrolyser Operated Only During the off-peak Period of Electricity Demand”, Journal of Power Sources, 129, 229–237, 2004.
  3. [3] SLADE, S., CAMPBELL, S., RALPH, T., WALSH, F., “Ionic Conductivity of an Extruded Nafion 1100 EW Series of Membranes”, Journal of Electrochemical Society, 149, A1556-A1564, 2002.
  4. [4] SELAMET, O.F., PASAOGULLARI, U., SPERNJAK, D., HUSSEY, D.S.D., JACOBSON, L., MAT, M.D., “Two-phase Flow in a Proton Exchange Membrane Electrolyzer Visualized in Situ by Simultaneous Neutron Radiography and Optical Imaging”, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 5823-5835, 2013.
  5. [5] SELAMET, O.F., ACAR, C.M., MAT, M.D., KAPLAN, Y., “Effects of Operating Parameters on the Performance of a High-Pressure Proton Exchange Membrane Electrolyzer”, International Journal of Energy Research, 37, 457-467, 2013.
  6. [6] SELAMET, O.F., BECERİKLİ, F., MAT, M.D., KAPLAN, Y., “Development and Testing of a Highly Efficient Proton Exchange Membrane (PEM) Electrolyzer Stack”, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 11480-11487, 2011.
  7. [7] LAOUN, B., BELHAMEL, M., NACEUR, W., SERIR, L., “Electrochemical Aided Model to Study Solid Polymer Electrolyte Electrolysis”, Revue des Energies Renouvelables, 11, 267-276, 2008.
  8. [8] NI, M., LEUNG, M.K.H., LEUNG, D.Y.C., “Electrochemistry Modeling of Proton Exchange Membrane (PEM) Water Electrolysis for Hydrogen Production”, World Hydrogen Energy Conference, Paris, France, 13-16 June, 2006.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Ocak 2018

Gönderilme Tarihi

19 Nisan 2017

Kabul Tarihi

14 Temmuz 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2018 Cilt: 7 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Genç, Ö., & Kallioğlu, M. A. (2018). PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1), 370-380. https://doi.org/10.28948/ngumuh.387154
AMA
1.Genç Ö, Kallioğlu MA. PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2018;7(1):370-380. doi:10.28948/ngumuh.387154
Chicago
Genç, Ömer, ve Mehmet Ali Kallioğlu. 2018. “PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 7 (1): 370-80. https://doi.org/10.28948/ngumuh.387154.
EndNote
Genç Ö, Kallioğlu MA (01 Ocak 2018) PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 7 1 370–380.
IEEE
[1]Ö. Genç ve M. A. Kallioğlu, “PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 7, sy 1, ss. 370–380, Oca. 2018, doi: 10.28948/ngumuh.387154.
ISNAD
Genç, Ömer - Kallioğlu, Mehmet Ali. “PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 7/1 (01 Ocak 2018): 370-380. https://doi.org/10.28948/ngumuh.387154.
JAMA
1.Genç Ö, Kallioğlu MA. PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2018;7:370–380.
MLA
Genç, Ömer, ve Mehmet Ali Kallioğlu. “PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 7, sy 1, Ocak 2018, ss. 370-8, doi:10.28948/ngumuh.387154.
Vancouver
1.Ömer Genç, Mehmet Ali Kallioğlu. PROTON ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) ELEKTROLİZÖRÜN SAYISAL İNCELENMESİ VE DENEYSEL DOĞRULANMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 01 Ocak 2018;7(1):370-8. doi:10.28948/ngumuh.387154

Cited By