Paladyum kaplı nikel köpük kullanımının doğrudan borhidrür yakıt pili performansına etkisinin incelenmesi

Abstract

Her geçen gün insan nüfusunun hızlı artışı ve küresel ekonominin büyümesi, dünya üzerindeki enerji talebinin artmasına neden olmaktadır. Enerji ihtiyacının büyük bir kısmını karşılayan fosil yakıtların gelecekte tükenecek olması ve çevre kirletici etkileri araştırmacıların yenilenebilir enerji teknolojilerine yönelmesine neden olmuştur. Bu kapsamda araştırmacılar; güneş, rüzgar, hidrolik enerji, jeotermal, biokütle ve hidrojen enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını araştırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çoğu (güneş, rüzgar, hidrolik, jeotermal) doğa şartlarındaki anlık değişimler sebebiyle kararlı bir güç çıkışı vermemesi gibi önemli bir dezavantaja sahiptir. DBHYP'lerinin verimli, kararlı ve güvenli bir şekilde çalışabilmesi için anot difüzyon tabakası tasarımı büyük önem teşkil etmektedir. Bu sebeple tez kapsamında DBHYP için anot difüzyon tabakası üzerine çalışılmıştır. Metal köpükler metalden gelen yüksek elektriksel ve termal iletkenlikleri, gözenekli yapının sağladığı yüksek geçirgenlik, dar akış kanalları, geniş özgül yüzey alan, kılcal ve difüzif kuvvetler sayesinde yakıt pilleri başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamalarında mükemmel performans sağlayan bir malzemedir ve yakıt pillerinde kullanımı popülerleşmiştir. Bu çalışmada Nikel köpük üzerine yapılan Pd kaplamaların DBHYP'nde verime etkisi incelenmiştir. Yapılan çalışmada kaplamaların farklı koşullardaki etkinliğinin yakıt pili performansına etkisini görebilmek için tek hücre testleri yapılmıştır. İnceleme sonucunda yakıt pilinde en iyi performans 4V 1 dakika kaplama süresi uygulanan, 5ml/dak. yakıt debisinde 35,21 mW.cm-2 güç yoğunluğu değeri ile elde edilmiştir. Kaplama yapılmamış ticari Nikel köpük ve yalnızca Pd kaplanmış Nikel köpük polarizasyon ve güç eğrilerine bakıldığında Pd kaplanmış Nikel köpüğün performansının yakıt pili içerisinde daha yüksek olduğu görülmüştür.

The rapid growth of the human population and growth of the global economy, are increasing the demand for energy in the world. Fossil fuels, which provide a large part of the energy need, will be exhausted in the future and environmental pollutants have caused researchers to search to renewable energy technologies. In this context, researchers search; solar, wind, hydraulic energy, geothermal, biomass and hydrogen energy. Most renewable energy sources (solar, wind, hydraulic, geothermal) have a significant disadvantage that they do not give a stable power output due to instantaneous changes in natural conditions. Anode diffusion layer design is very important for, stable and safe operation of DBHYPs. For this reason, anode diffusion layer was studied for DBHYP. Metal foams are a material that provides excellent performance in many engineering applications, and they has become very popular in fuel cells.In this study, the effect of Pd coatings on nickel foam on DBHYP was investigated. In this study, single cell tests were performed in order to see the how effect of the efficiency of the coatings under different conditions on fuel cell performance. At the end of the examination, the best performance of the fuel cell is 5ml / min with a coating time of 4V 1 minute. It has been obtained with the power density value of 35.21 mW.cm-2 at the fuel flow rate. Looking at the polarization and the power curves of uncoated commerical Nickel foam, and Pd coated Nickel only, it was found that the performance of Pd coated Nickel foam was higher in the fuel cell.