İnsansız hava aracı için yakıt hücresi sistemi

Abstract

İnsansız hava aracı (İHA); kullanıcı olarak insan taşımayan, havada tutunmak için aerodinamik kuvvetlerden yararlanan, önceden programlanarak veya yerden komuta ile harici bir pilot tarafından uçurulan, uçuş sonrası tahrip olan veya yeniden kullanılabilen, motor gücüne sahip hava aracıdır. Elektrik motorlu İHA?ların enerji ihtiyacı genellikle, düşük enerji yoğunluklu piller ile karşılanmaktadır. İHA?larda yaşanmakta olan en önemli sorun menzil ve havada kalma süresindeki kısıtlamalardır. Bu tez kapsamındaki çalışmalarda, hidrojenin özel bir kartuş sisteminde sodyum bor hidrür (SBH)?den üretildiği ve özel olarak imal edilecek olan PEM tipi yakıt hücresinde elektrik enerjisine çevrildiği bir yakıt hücresi sistemi geliştirilmiştir. Bu sayede 100-250 Wh/kg'lık enerji yoğunluğundan 100-600 Wh/kg'lık enerji yoğunluklarına çıkılarak daha verimli bir sistem elde edilmeye çalışılmıştır. Bu sistemde kullanılacak olan katalizörler ve çift kutuplu plakalar yerli olarak tasarlanıp ve üretilmiş, contalar ve gaz difüzyon tabakaları da denenmiştir. Membranlar ve maliyeti çok düşük olan standart fan ve elektriksel güç elemanları gibi elektronik malzemeler satın alınmıştır. Böylece kartuş sistemiyle birlikte mini İHA?ların içerisine yerleştirilebilecek kompakt bir sistem tasarlanmıştır.Anahtar Kelimeler: İnsansız Hava Aracı (İHA); Enerji; PEM Tipi Yakıt Pilleri; Sodyum Bor Hidrür.

Unmanned Air Vehicle (UAV) is an engine powered air vehicle that does not carry a human controller, uses aerodynamic forces to hang in the air, flies by pre-programming or a land based external pilot, demolishes completely or reutilized for next flight. In general, electric motor operated UAVs' energy need is satisfied with low energy density batteries. The most important issue encountered in UAVs is range and endurance limitations. In the scope of this thesis study, a fuel cell system that hydrogen is generated from sodium boron hydride (SBH) in a unique cartridge system, and converted to electrical energy in a custom manufactured PEM fuel cell is developed. Thus it is objected to obtain a more efficient system by increasing the energy density from 100-250 Wh/kg to 100-600 Wh/kg. The catalysts and bipolar plates are designed and acquired by domestic production, gaskets and gas diffusion layers are tried to be produced in the laboratory environment. Membranes, low-cost standard fans and electrical power equipments are purchased. By the way, a compact system which can be placed in mini UAVs is designed including a cartridge system.Key Words: Unmanned Air Vehicle (UAV); Energy; PEM Fuel Cells; Sodium Borohydride.