Taşınabilir cihazlar için 10 w'lık bir etanol yakıt hücresi modeli geliştirilmesi
No Thumbnail Available
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
Access Rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
Abstract
Bu tez çalışması kapsamında Doğrudan Etanol Yakıt Hücreleri (DEYH) performansına etki eden proses parametreleri teorik olarak araştırılmıştır. Teorik çalışmada DEYH'de meydana gelen ısı ve kütle transferi, akış ve kimyasal reaksiyonlar için iki boyutlu bir matematiksel model geliştirilmiş ve nümerik olarak çözülmüştür. Etanol konsantrasyonun, katot basıncının, hava debisinin ve sıcaklığın performansın belirlenmesinde en etkin parametreler olduğu görülmüştür. Hava debisinin ve katot basıncının artmasıyla yakıt hücresinin performansı etkilediği gözlenmiştir. Yüksek sıcaklıklarda performans reaksiyon kinetiğinin iyileşmesi ile önemli ölçüde arttığı ve yüksek yakıt konsantrasyonlarında ise anottan katoda etanol geçişi nedeniyle performansın düştüğü tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar akım yoğunluğuna ve etanolün debisine bağlı olarak yığın çıkışına doğru yakıt konsantrasyonunun azalabileceğini göstermiştir. Nümerik sonuçların literatürdeki deneysel bir çalışmanın sonuçlarıyla uyumlu olduğu dolayısıyla geliştirilen matematiksel modelin geçerliliği test edilmiştir. Anahtar Sözcükler: Doğrudan etanol yakıt hücresi, matematiksel modelleme, nümerik analiz
Within the scope of this thesis, the process parameters affecting the performance of Direct Ethanol Fuel Cells (DEYH) were investigated theoretically. n the theoretical study, a two-dimensional mathematical model was developed and solved numerically for the heat and mass transfer, flow and chemical reactions occurring in DEYH. Ethanol concentration, cathode pressure, air flow and temperature were found to be the most effective parameters in determining performance. It was observed that the fuel cell performance was affected by the increase in air flow and cathode pressure. It has been determined that the performance at high temperatures increases significantly with the improvement of the reaction kinetics, and at high fuel concentrations, the performance decreases due to the ethanol transition from the anode to the cathode. The results showed that the fuel concentration might decrease towards the stack exit depending on the current density and the flow rate of the ethanol. Since the numerical results are compatible with the results of an experimental study in the literature, the validity of the developed mathematical model has been tested. Keywords: Direct ethanol fuel cell, mathematical modeling, numerical analysis
Within the scope of this thesis, the process parameters affecting the performance of Direct Ethanol Fuel Cells (DEYH) were investigated theoretically. n the theoretical study, a two-dimensional mathematical model was developed and solved numerically for the heat and mass transfer, flow and chemical reactions occurring in DEYH. Ethanol concentration, cathode pressure, air flow and temperature were found to be the most effective parameters in determining performance. It was observed that the fuel cell performance was affected by the increase in air flow and cathode pressure. It has been determined that the performance at high temperatures increases significantly with the improvement of the reaction kinetics, and at high fuel concentrations, the performance decreases due to the ethanol transition from the anode to the cathode. The results showed that the fuel concentration might decrease towards the stack exit depending on the current density and the flow rate of the ethanol. Since the numerical results are compatible with the results of an experimental study in the literature, the validity of the developed mathematical model has been tested. Keywords: Direct ethanol fuel cell, mathematical modeling, numerical analysis
Description
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Keywords
Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
