Elektrokimyasal hidrojen kompresör yığını geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Yükleniyor...
Tarih
2014
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Niğde Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Elektrokimyasal hidrojen kompresörleri (EHK) hidrojeni elektrokimyasal metotla basınçlandırabilen cihazlardır. EHK, yüksek verimle, sessiz ve titreşimsiz çalışmaları ile ön plana çıkmaktadır. Modüler yapıları nedeniyle dakikada birkaç mililitreden oldukça yüksek debilere kadar EHK geliştirilebilmektedir. Elektrokimyasal kompresörlerinin bir başka kullanım alanı da düşük saflıktaki hidrojeni basınçlandırırken saflaştırmasıdır. Bu tez çalışmasında, 50 bar diferansiyel basınçta çalışabilen EHK hücresi ve yığını geliştirilmiştir. Tasarımı yapılan EHK bileşenlerinin sızdırmazlığı sağlanarak montajlanmış, hücre ve yığın performansına etki eden çalışma akım, voltaj, hidrojen debisi ve basıncı gibi parametreler incelenmiştir. Hücre ve yığında yüksek akım yoğunluklarında voltaj dalgalanmalarının fazla olması nedeniyle 0,5 A/cm2 ’de çalıştırılması, hücre bileşenlerinin anodik potansiyelden zarar görmemesi için de çalışma voltajının 0,4 V’u geçmemesi uygun görülmüştür. EHK hücresinde hidrojenin aktif alana homojen bir şekilde dağılması ve yüksek verim için 0,6 lt/dk’lık debinin 3 hücreli yığın için ise 1,5 lt/dk’lık debinin yeterli olduğu görülmüştür.
Electrochemical hydrogen compressors (EHC) are the device that can compress hydrogen by electrochemical methods. EHC’s has drawn attention due to the higher efficiencies, noiseless and vibration free operation. Since, they have modular stack structure, it is possible to manufacture EHC from a few milliliters per minutes to any flow rates required. Electrochemical compressor can be employed not only for compressing hydrogen but also purification of hydrogen from impurities. In this thesis, electrochemical hydrogen compressor cell and 3-cell stack which can operate under 50 bar pressure difference are developed. The cell and stack are designed and manufacturing in house. The effect of operating parameters such as current density, voltage, hydrogen supply flow rate and pressure on the performance are investigated. Voltage fluctuations are found at high current densities, then 0.5 A/cm2 is decided to be operational current density. Operating cell voltage is decided not to exceed 0.4 V to protect the cell components from anodic potential. Hydrogen supply flow rate of 0.6 liter/minute for the single cell and 1.5 liter/minute for the 3-cell stack are found to be sufficient to obtain homogeneous current distribution and higher efficiency.
Electrochemical hydrogen compressors (EHC) are the device that can compress hydrogen by electrochemical methods. EHC’s has drawn attention due to the higher efficiencies, noiseless and vibration free operation. Since, they have modular stack structure, it is possible to manufacture EHC from a few milliliters per minutes to any flow rates required. Electrochemical compressor can be employed not only for compressing hydrogen but also purification of hydrogen from impurities. In this thesis, electrochemical hydrogen compressor cell and 3-cell stack which can operate under 50 bar pressure difference are developed. The cell and stack are designed and manufacturing in house. The effect of operating parameters such as current density, voltage, hydrogen supply flow rate and pressure on the performance are investigated. Voltage fluctuations are found at high current densities, then 0.5 A/cm2 is decided to be operational current density. Operating cell voltage is decided not to exceed 0.4 V to protect the cell components from anodic potential. Hydrogen supply flow rate of 0.6 liter/minute for the single cell and 1.5 liter/minute for the 3-cell stack are found to be sufficient to obtain homogeneous current distribution and higher efficiency.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Elektrokimyasal Hidrojen Kompresörü (EHK), Elektrokimyasal Hidrojen Kompresör Yığını, Hidrojen Basınçlandırma, Hidrojen Saflaştırma, Elektrokimyasal Karakterizasyon, Electrochemical Hydrogen Compressor (EHC), Electrochemical Hydrogen Compressor Stack, Compressing Hydrogen, Hydrogen Purification, Electrochemical Characterization
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Yelegen, N. (2014) . Elektrokimyasal hidrojen kompresör yığını geliştirilmesi ve karakterizasyonu . (Yüksek Lisans tezi) Niğde Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde
