Sodyumborhidrür (NaBH4) bileşiğinin insansız hava araçlarında (İHA) yakıt olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usage of sodiumborohydride (NaBH4) compound as a fuel in unmanned aircraft (UAV)
Yazar: ABDULLAH SAYIM
Danışman: PROF. DR. SUHA ORÇUN MERT
İskenderun Teknik Üniversitesi / Enerji Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışmasında, sodyumborhidrür (NaBH4) bileşiğinin insansız hava araçlarında (İHA) yakıt depolayıcısı olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. NaBH4, hidrojen depolama kapasitesi ve taşınması kolay olması nedeniyle yakıt hücresi teknolojilerinde genişçe kullanılmaktadır. Çalışmanın amacı, NaBH4'nin İHA'lar için bir alternatif yakıt olarak kullanılabilirliğini belirlemektir. Çalışma kapsamında, NaBH4'nin sentez mekanizması, kimyasal özellikleri, yakıt hücrelerindeki performansı ve enerji yoğunluğu gibi temel özellikleri incelenmiştir. Çalışmada ayrıca, NaBH4'nin depolanması, taşınması ve yeniden doldurulması gibi pratik kullanım açısından önemli faktörler de değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde, hidrojen gazı, diğer geleneksel yakıtlara kıyasla daha temiz bir enerji kaynağı olması nedeniyle NaBH4'ün potansiyel olarak İHA'lar için yakıt olarak kullanılabildiği ve ayrıca hidrojenin, yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması nedeniyle İHA'lar için daha uzun uçuş süreleri ve daha geniş menziller sağlayabileceği sonucuna varılmıştır. Fakat NaBH4, saf formda reaktif olduğundan ve havayla temas ettiğinde hızla ayrışabildiği için uygun depolama ve taşıma önlemlerinin alınması gerektiği değerlendirilmiştir. Alınan sonuçlar, NaBH4'nin yeniden doldurulmasının kolay olduğu ve güvenli bir şekilde depolanabildiği ve ayrıca NaBH4'nin İHA'lar için potansiyel bir yakıt olduğunu göstermektedir. NaBH4, yüksek hidrojen depolama kapasitesine sahiptir ve bu da İHA'ların uzun süre uçuş yapabilmesini sağlayabilir. Ancak pratik uygulama açısından bazı zorlukları bulunmaktadır. Bu nedenle, konuyla ilgili daha fazla araştırma ve geliştirme çalışmaları gerekmektedir. NaBH4'nin depolama ve taşıma yöntemlerinin geliştirilmesi ve enerji yoğunluğunun artırılması, potansiyelini tam anlamıyla ortaya çıkarmak için önemli adımlar olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, the usability of sodium borohydride (NaBH4) as a fuel store in unmanned aerial vehicles (UAV) was investigated. NaBH4 is widely used in fuel cell technologies due to its hydrogen storage capacity and ease of transport. The aim of the study is to determine the usability of NaBH4 as an alternative fuel for UAVs. Within the scope of the study, basic properties of NaBH4 such as synthesis mechanism, chemical properties, performance in fuel cells and energy density were investigated. The study also evaluated important factors for practical use, such as the storage, transport and refilling of NaBH4. In the evaluations, hydrogen gas can potentially be used as a fuel for UAVs since hydrogen gas is a cleaner energy source compared to other conventional fuels, and also longer flight times and wider range for UAVs due to hydrogen's high energy density. It has been concluded that it can provide ranges. However, since NaBH4 is reactive in its pure form and can decompose rapidly when in contact with air, it has been evaluated that appropriate storage and transportation precautions should be taken. The results show that NaBH4 is easy to refill and can be stored safely, and also that NaBH4 is a potential fuel for UAVs. NaBH4 has a high hydrogen storage capacity, which can enable UAVs to fly for long periods of time. However, there are some difficulties in terms of practical application. Therefore, more research and development studies on the subject are required. It is thought that the development of storage and transportation methods and increasing the energy density of NaBH4 will be important steps to fully reveal its potential.