Korona boşalmasının yakıt pili verimine olan etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of corona discharge on fuel cell efficiency
Yazar: VEDAT TAŞ
Danışman: PROF. DR. FEVZİ HANSU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN SOLMAZ
Siirt Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Hidrojen enerjisi = Hydrogen energy ; Yakıt pili = Fuel cell ; Yüksek gerilim = High voltage

Özet:
Bu tez çalışmasında, yüksek gerilim elektrik gaz boşalmalarının önemli bir türü olan korona boşalması destekli bir yakıt pilinin elektriksel verimi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, çeşitli frekanslarda ve gerilimlerde üretilen korona boşalması yöntemiyle moleküler haldeki yakıt pili besleme gazlarının pilin giriş terminallerine yakın bir noktada atomik hale dönüştürülerek yüksek enerji verimliliğine sahip kombine bir yakıt hücresi sistemi üretmenin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Hidrojen gazı, sisteme beslenmeden önce hücre girişinde yüksek gerilimli korona boşalması sistemi yardımıyla bir ön işlemden geçirilerek atomik hale getirilmiş ve bekletilmeden hücreye aktarılmıştır. Gaz akış hızı, besleme gerilimi ve besleme frekansı parametreleri değiştirilerek her adımda yakıt pili hücresinin akım ve gerilim değerleri ölçülmüş ve kaydedilmiştir. Daha sonra alınan bu değerler grafik ortamında değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. Yakıt pili hücresi içerisinde reaksiyon sonucu oluşan gaz ve saf su ile reaksiyona girmeden çıkan gazlar ise hücrenin gaz/sıvı çıkış terminallerinden dışarıya akıtılarak deşarj edilmiştir. Deneysel veriler ışığında elde edilen sonuçlara göre, düşük frekanslı (50-200 Hz) yüksek gerilim korona boşalmasının yakıt pili verimi üzerinde pozitif bir etkisi söz konu iken; yüksek frekanslı (200-500 Hz) yüksek gerilim korona boşalmasının yakıt pili verimi üzerinde negatif bir etkisi olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, the electrical efficiency of a corona discharge-assisted fuel cell, which is an important type of high voltage electrical gas discharges, was experimentally examined. Within the scope of the study, it was investigated whether it is possible to produce a combined fuel cell system with high energy efficiency by converting molecular fuel cell feed gases into atomic form at a point close to the input terminals of the fuel cell by the corona discharge method produced at various frequencies and voltages. Before being fed into the system, hydrogen gas was pre-treated and atomicized at the entrance of the cell with the help of a high voltage corona discharge system and was transferred to the cell without waiting. By changing the gas flow rate, supply voltage and supply frequency parameters, the current and voltage values of the fuel cell were measured and recorded at each step. These values were then evaluated and interpreted graphically. The gas formed as a result of the reaction in the fuel cell and the gases that emerged without reacting with pure water were discharged by flowing out of the gas/liquid outlet terminals of the cell. According to the results obtained from experimental data, while low-frequency (50-200 Hz) high voltage corona discharge has a positive effect on fuel cell efficiency; high frequency (200-500 Hz) high voltage corona discharge has been shown to have a negative effect on fuel cell efficiency.