PEM yakıt hücresinde hidrojen gazındaki nem oranına bağlı olarak elektrik üretimindeki değişimin incelenmesi
The investigation of the change in electricity generation in the PEM fuel cell due to hydrogen gas humidity
Yazar: BERAT FIRAT DALĞIÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELMAN AYDIN
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Dünyanın artan enerji ihtiyacını doğayı kirletmeden ve yenilenebilir bir şekilde sürekli olarak sağlayabilecek enerjilerden hidrojen enerjili sistemler olduğu günümüzde birçok bilim adamı tarafından bildirilmektedir. Hidrojen enerjisini en ekonomik ve en verimli kullanan teknolojilerden biri ise yakıt pili teknolojisidir. Bu amaçla yakıt pilleri üretimi son yıllarda otomotiv sektörünün yarattığı ihtiyaçların da etkisiyle büyük önem kazanmaktadır.
Bu tezde anot ve katot nem düzeyinin PEM yakıt pilinin performansının alınan verimi üzerinden deneysel çalışma ile incelenmiştir. Deneyin anot ve katot bölümlerinde sırasıyla saf hidrojen ve oksijen gazları kullanılmıştır. Yapılan deney standı ve deney için 9 cm2 aktif alana sahip 6 hücreli 35 watt gücünde bir yakıt pili kullanılmıştır. PEM yakıt pillerinde nemlendirme başta olmak üzere sıcaklık ve su birikimi, kullanılan hidrojen debisi, oksijen debisi ve pil sıcaklığı kontrol altında tutularak sağlanabilmektedir. Yapılan deneysel çalışmada debi ve hat sıcaklığı sabit tutularak yakıt pili nemlendirme oranını kademeli olarak artırılarak %30 -% 35  – % 40 – % 45  – % 50  – % 55  – % 60  – % 65  – % 70  'deki değerlerinde alınan sonuçların voltaj, amper ve watt üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Deneysel çalışma sonucunda nemlendirme oranın PEM yakıt pilinin performansı üzerinde önemli bir etkisi olduğu görülmüştür. Artan nemlendirme sıcaklığıyla birlikte kurulan sistemin performansını önemli ölçüde artmıştır ve nominal değerler bulunmuştur. Fakat % 60 'dan sonraki nemliliğin üzerindeki değerlerde ise performans belirli bir süre sabit kaldıktan sonra düştüğü gözlemlenmiştir.

Abstract:
Today, many scientists have reported that there are hydrogen-powered systems that can provide the world's growing energy needs continuously and without renewing the nature. One of the most economical and efficient technologies that use hydrogen energy is fuel cell technology. For this purpose, the production of fuel cells has gained importance in recent years with the effect of the needs created by the automotive sector.
In this thesis, anode and cathode moisture levels were investigated by experimental study on the obtained efficiency of PEM fuel cell performance. Pure hydrogen and oxygen gases were used in the anode and cathode sections of the experiment, respectively. The test stand and a 6 cell 35 watt fuel cell with 9 cm2 active area were used for the test. Temperature and water accumulation, especially humidification in PEM fuel cells, can be achieved by keeping the hydrogen flow, oxygen flow and battery temperature under control. In the experimental study, the fuel cell humidification rate is gradually increased by keeping the flow and line temperature constant. 30% - 35% - 40% - 45% - 50% - 55% - 60% - 65% - 70% of the results obtained in the voltage, amperage and their effects on watts.
As a result of the experimental study, humidification rate has a significant effect on the performance of PEM fuel cell. With the increased humidification temperature, the performance of the installed system increased significantly and nominal values were found. However, it is observed that the performance decreases after a certain period of time in the values higher than 60%.