Hidrojen bromür redoks akış bataryasının deneysel ve sayısal incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ANIL CAN TÜRKMEN
Danışman: Cenk Çelik
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hidrojen/bromür redoks akış bataryaları, enerji depolama sistemlerinde yüksek enerji yoğunluğu, verimlilik ve düşük maliyet avantajlarıyla dikkat çekmektedir. Bu çalışma kapsamında bir Hidrojen/Bromür redoks akış bataryası ve bağlantıları özgün olarak tasarlanmıştır. Bu batarya da katot elektrodunda kullanılan difüzyon tabakalarının ve işletme koşullarının hücrenin şarj ve deşarj performansı incelenmiştir. Difüzyon tabakası olarak katalizör yüklemesi olmaksızın, çeşitli karbon kumaş ve karbon kağıtlar test edilmiştir. Difüzyon tabakaları seçilirken, porozite, mikro poroz tabaka varlığı, teflon varlığı gibi parametreler değerlendirilmiştir. İşletme koşulları olarak 2 farklı sıcaklık ve 2 farklı katot besleme debisi kullanılmıştır. Yapılan testlerde polarizasyon, hidrojen tüketimi, bromür tüketimi ve hidrojen üretimi gibi parametreler değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalara ek olarak, hücre bütünüyle sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Modelleme çalışması deneysel verilerle kıyaslanmış ve doğrulanmıştır. Deneysel olarak çalışılmamış çeşitli parametrelerin modelleme ile performansları incelenmiştir. Bu parametreler farklı kalınlıklarda membran kullanımı ve farklı sayıdaki difüzyon tabakalarının üst üste katot elektrodu olarak kullanılmasıdır. Yapılan çalışmalar kapsamında şarj ve deşarj testlerinde 30°C sıcaklık ve 20 ml/dk besleme debisinin her hücre için optimum çalışma performansı gösterdiği, kullanılan membranın incelmesinin performansı arttırdığı, çok katmanlı difüzyon tabakası kullanılmasının performansı arttırdığı, teflon varlığının ve mikro poroz tabaka varlığının ise performansı düşürdüğü saptanmıştır.