Elektriksel plazma yöntemiyle suyun elektrolizi

Abstract

Günümüzde enerji kaynaklarına duyulan ihtiyacın sürekli artmasıyla birlikte alternatif bir enerji olan hidrojen enerjisine olan ihtiyaç da her geçen gün daha da artmaktadır. Hidrojen gazı üretiminde en çok kullanılan yöntemlerin başında suyun elektrolizi gelmektedir. Mevcut elektroliz yönteminde P=U*I bağıntısına göre gerilim değeri düşük; akım değeri ise yüksektir ve bu işlem suyun sıvı fazı ile gerçekleştirilmektedir. Bu durumda elektriksel kayıplar da artmaktadır. Bu tez çalışmasında, mevcut yöntemden farklı olarak; P=U*I bağıntısına göre, gerilim değeri yüksek; akım değeri ise düşük olan elektriksel plazma yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntemde, elektroliz işleminin etkin bir şekilde yapılabilmesi için mevcut uygulamalardan farklı olarak suyun sıvı fazı yerine buhar fazı kullanılarak uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Önerilen bu yöntem sayesinde elektriksel kayıpların azaltılması için mevcut yöntemlerdeki akımla bağ kırma yöntemi yerine, kuvvetli elektrik alanının dövme veya bombardıman etkisiyle su buharı moleküllerine ait bağları kırmaya yönelik uygulamalar yapılmıştır. Omik kayıplar akımın karesi ile doğru orantılı olduğundan dolayı ve plazma akımlarının mikroamperler veya miliamperler düzeyinde olması nedeniyle oluşacak kayıp miktarları da oldukça düşük seviyelere gerilemiştir. Deneysel uygulamalarda çeşitli frekans değerlerindeki yarı doğru akım ve farklı gerilim değerlerinde oluşturulan elektriksel plazmanın kullanılmasıyla üretilen gaz miktarları ölçülmüş ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.

Today, with the increasing the need for energy sources, the necessity of hydrogen energy is increasing day by day. The main method of hydrogen gas production is water electrolysis. In the present electrolysis method, according to P=U*I relation, the voltage ratings are low and the current values are high; and also this process occurs with the liquid phase of water. In this circumstance, the electrical losses increase. In this dissertation study, in discordance with the current method, according to P=U*I relation, an electrical plasma method with the high voltage ratings and low current values, was suggested. In suggested method, instead of liquid phases of water, vapor phase of water method practiced in order to do electrolysis process effectively thanks to the suggested method, in order to decrease electrical losses, instead of current bond-breaking method in present methods, bond breaking of water vapor molecules with the bombardment and hammering effect of powerful electrical field technics was used. As the electrical losses have a direct proportion with square of the current, the electrical losses decreased to very low levels because of the plasma currents being at microamperes and milliamperes levels. In experimental applications, the quantity of gas, which produced by the usage of electrical plasma obtained at half continuous current and various frequency values conditions, was calculated and the results were interpreted.