Bakır kaplı ve genişletilmiş doğal grafit katkılı LaNi5 hidrojen depolama malzemesi geliştirilmesi
Küçük Resim Yok
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada, bakır kaplama ve/ve ya ENG (genişletilmiş doğal grafit) ilavesinin LaNi5'in hidrojen depolama performansı üzerindeki etkileri hem deneysel hem de teorik olarak çalışılmıştır. Teorik çalışma kapsamında, reaktörde şarj/deşarj işlemi sırasında meydana gelen akışı göz önüne alan, kompleks ısı ve kütle transferini kapsayan iki boyutlu eksenel simetrik bir matematiksel model geliştirilmiş ve sayısal olarak çözülmüştür. Geliştirilen matematik model, hidrür/dehidrür oluşumunun temel mekanizmasını anlamaya ve yorumlamaya katkıda bulunmuştur. Geliştirilen model, depolanan hidrojen miktarı ve reaktör sıcaklıklarına ilişkin deneysel veriler kullanılarak doğrulanmıştır. Deneysel çalışmalarda ise, LaNi5'in termal iletkenliği bakır kaplama veya ENG ilavesi ile ~9 ve ~13 kat kadar artırılmıştır. Hidrojen şarj sürelerinde önemli ölçüde azalma görülmüştür. Öte yandan, bakır kaplama ve ENG ilavesi arttıkça depolanan hidrojen miktarı azalma eğilimi göstermiştir. Bu sonuçlara dayanarak, kararlaştırılan bakır kaplı LaNi5 ve ENG katkılı LaNi5 tozlarının karıştırılmasıyla yeni çeşitli numuneler hazırlanmıştır. Hem şarj süresinin azaltıldığı hem de depolama miktarının düşmediği depolama malzemesi seçilmiştir. Optimize edilen depolama malzemesinin termal özelikleri yaklaşık %350 iyileştirilmiştir.
In this study, the effects of copper coating and/or ENG (expanded natural graphite) addition on the hydrogen storage performance of LaNi5 are studied both experimentally and theoretically. Within the scope of the theoretical study, a two-dimensional axisymmetric mathematical model covering complex heat and mass transfer, taking into account the flow occurring during the charge/discharge process in the reactor, is developed and solved numerically. The developed mathematical model contributes to understanding and interpreting the basic mechanism of hydride/dehydride formation. The developed model is validated using experimental data on the amount of stored hydrogen and reactor temperatures. In experimental studies, the thermal conductivity of LaNi5 is increased by ~9 and ~13 times by copper coating or ENG addition. A significant reduction in hydrogen charging times is observed. On the other hand, as copper coating and ENG addition increase, the amount of stored hydrogen tends to decrease. Based on these results, various new samples are prepared by mixing the decided copper-coated LaNi5 and ENG-added LaNi5 powders. A storage material is chosen that both reduce the charging time without reducing the storage amount. The thermal properties of the optimized storage material are improved by approximately 350%.
In this study, the effects of copper coating and/or ENG (expanded natural graphite) addition on the hydrogen storage performance of LaNi5 are studied both experimentally and theoretically. Within the scope of the theoretical study, a two-dimensional axisymmetric mathematical model covering complex heat and mass transfer, taking into account the flow occurring during the charge/discharge process in the reactor, is developed and solved numerically. The developed mathematical model contributes to understanding and interpreting the basic mechanism of hydride/dehydride formation. The developed model is validated using experimental data on the amount of stored hydrogen and reactor temperatures. In experimental studies, the thermal conductivity of LaNi5 is increased by ~9 and ~13 times by copper coating or ENG addition. A significant reduction in hydrogen charging times is observed. On the other hand, as copper coating and ENG addition increase, the amount of stored hydrogen tends to decrease. Based on these results, various new samples are prepared by mixing the decided copper-coated LaNi5 and ENG-added LaNi5 powders. A storage material is chosen that both reduce the charging time without reducing the storage amount. The thermal properties of the optimized storage material are improved by approximately 350%.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy
