Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ceyda Elif Meydan
Danışman: Ramiz Gültekin Akay
Özet:
Yakıt
pilleri çevreci ve verimli bir enerji sistemi içinde kritik bir öneme ve yere
sahip olacağı düşünülen enerji dönüştürücü teknolojilerdir. Kimyasal enerjiyi
doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren elektrokimyasal aygıtlar olan yakıt
pilleri araştırmaları konusunda tüm dünyada malzeme ve sistem geliştirme üzerine
yoğun akademik ve endüstriyel çalışmalar sürmektedir. Hidrojen üretim, dağıtım
ve depolanmasında karşılaşılan güçlükler alternatif sıvı yakıt pillerine olan
ilgiyi artırmıştır. Doğrudan sıvı yakıt pilleri hem asidik hem de alkali
ortamlarda çalışabilmektedir. Metanol, etanol, formik asit, glikoz etilen
glikol, gliserol gibi birçok yakıt türü kullanılabilir. Bunlar içinde gliserol
arz fazlalığı nedeniyle maliyetinin düşmesi için önemli bir alternatiftir.
Toksik olmayan, uçuculuğu çok düşük bir enerji kaynağı olan gliserolün yakıt
pillerinde değerlendirilebilmesi ve bu sistemin geliştirilmesi için temel
motivasyonu yaratmaktadır. Literatürde doğrudan gliserol yakıt pillerle ilgili
olarak az sayıda çalışma bulunmaktadır.
Bu
çalışmada yakıt pillerinin en kritik ve önemli bileşenlerinden olan ve
kullanılan yakıta göre geliştirilmesi gereken membran geliştirilmesi
amaçlanmıştır. Bu temel amaç doğrultusunda polibenzimidazol (PBI) polimer
temelli kompozit membranlar sentezlenmiş ve ardından sentezlenen membranların
FTIR, su tutma kapasitesi, iyonik iletkenlik, yakıt geçirgenliği gibi fiziksel,
elektrokimyasal karakterizasyonları yapılmıştır. Çalışmada,
polibenzimidazol./.iyonik sıvı fonksiyonelleştirilmiş
grafen oksit (IL-GO) kompozit membranlar sentezlenmiştir. IL-GO, PBI bazlı
kompozit membranlar için katkı maddesi olarak uygulanmıştır. Bu sistem için
geliştirilen kompozit membran çalışılacak alkali ortam ve yakıt pili bakımından
özgün bir çalışma olacaktır.
Yapılan çalışmalar sonucu membranların iyonik
iletkenliği 60 °C sıcaklıkta en yüksek %2 ILGO/PBI membranında 0,014 S/cm
bulunmuştur. Yakıt geçirgenliği testlerinde potansiyometrik yöntem kullanılmıştır
ve kompozit membrandaki ILGO oranı arttıkça yakıt geçirgenliğinin arttığı görülmüştür.