Yakıt pili kapatma (son plaka) plakasının performans üzerine etkisinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BÜŞRA YILGIN

Danışman: Cenk Çelik

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez kapsamında yakıt hücresi kapatma plakasının hücre performansına etkileyen parametreleri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, 50 cm2 aktif alana sahip tek hücreli proton değişim membranlı (PEM) yakıt pil modülü kullanılmış ve hücre performansını etkileyen parametreleri incelemek amacıyla mekanik sıkıştırma deneyleri ve yakıt pili performans testleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik sıkıştırma deneyinde, yakıt piline ait kapatma plakası üç farklı malzemeden (delrin, alüminyum, paslanmaz çelik) imal edilerek tasarlanmıştır. Ayrıca tasarlanan kapatma plakalarına, farklı cıvata konfigürasyonlarında (4a, 8a, 8b) sıkma torkunun farklı kombinasyonları (1 Nm, 5 Nm ve 9 Nm) uygulanarak yakıt pili performansları incelenmiştir. Deneysel parametreleri optimize etmek amacıyla Yüzey Cevap Yöntemi (YCY) uygulanmış, giriş parametreleri olarak plaka malzemesi, tork ve cıvata kombinasyonu seçilmiştir. Yapılan çalışmada, paslanmaz çelik kapatma plakasına 8b cıvata yerleşimindeyken maksimum tork uygulandığında hücreye homojen basınç uygulandığı gözlemlenmiştir. Deneyin ikinci aşamasında ise mekanik sıkıştırma deneyinde en iyi performans gösteren test hücresinin montajı yapılmış ve bu test hücresinin hücre performansına etki eden parametreleri (çalışma sıcaklığı, akış hızı ve tork etkisi) YCY'ye göre incelenmiştir. Bu analize göre incelenen aralıkta, hücre sıcaklığının ve katot akışın hücre performansına etkisinin oldukça fazla, tork etkisinin ise yok denecek kadar az olduğu gözlenmiştir. Test hücresinde sıkıştırma torku parametresinin direnç üzerinde etkisinin olmaması ise ilk aşamadaki mekanik sıkıştırma deneylerinden elde edilen tasarım sonuçlarının, ikinci aşamadaki performans testlerinde kullanılmasının sonucudur. Bu durum mekanik sıkıştırma deneyleri sonucunda başarılı bir tasarımın seçildiğinin göstergesidir. Sonuçlar, parametrelerin optimize edilmesinin uygun performansa sahip kapatma plakası tasarımına yol açacağını ortaya koymaktadır.