Bir PEM yakıt pili hücresinin laboratuvar ortamında çalıştırılması ve deney parametrelerinin incelenmesi

Abstract

Fosil yakıtların doğaya verdiği sera etkisi, küresel ısınma, asit yağmurları vb. büyük zararlar nedeniyle ve bu yakıtların tükeneceği endişesiyle insanlık alternatif enerji kaynaklarına yönelmek durumunda kalmıştır. Bu alternatif kaynaklardan birisi ve belki en popüler olanlarından bir tanesi de hidrojen ve onu elektrik enerjisine çeviren yakıt hücresi teknolojisidir. Yakıt hücresi çeşitleri arasında ise yüksek performansları, daha kolay taşınılabilmesi ve daha düşük işletme sıcaklıklarında çalışabilmeleri nedeniyle Proton Elektrolit Membran Yakıt Hücresi (PEMYH) başı çekmektedir. Bu çalışmada 5cm2 aktif alana ve çift serpantin akış kanalına ve Nafion NR212 Membrana sahip tek hücreli bir PEM yakıt hücresi ile işletme şartlarındaki stokiyometrik oran, basınç, tork ve farklı bipolar plakalar kullanılarak performans deneyleri yapılmıştır. Deneylerde, malzemeleri; grafit ve diğeri de korozyon direncini arttırmak için PVD yöntemiyle CrN kaplanmış SS 304 kalite paslanmaz olan bipolar plakalar kullanılarak, 1-1,5 ve 2 tork değerlerinde 0-1-1.5 ve 2 bar basınç ve 2-3 ve 4 stokiyometrik oranlarında, kuru hava yani nemlendirici kullanılmadan deneyler yapılmış ve deney sonuçları incelenmiştir. Yapılan deneylerden elde edilen verilerin, literatürde yapılan benzer çalışmalardaki elde edilen verilerle benzer ve tutarlı olduğu gözlemlenmiştir.The greenhouse effect of fossil fuels on nature, global warming, acid rain, etc. Humanity has had to turn to alternative energy sources because of the great damage and the fear that these fuels will run out. One of these alternative sources, and perhaps one of the most popular, is hydrogen and fuel cell technology, which converts it into electrical energy. Among the fuel cell types, the Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) takes the lead due to its high performance, easier transport and operation at lower operating temperatures. In this study, performance tests were carried out with a single-cell PEM fuel cell with 5cm2 active area, double serpentine flow channel and Nafion NR212 Membrane, using stoichiometric ratio, pressure, torque and different bipolar plates under operating conditions. In the experiments, the materials; graphite and the other to increase corrosion resistance, using SS 304 quality stainless bipolar plates coated with CrN by PVD method, 0-1-1.5 and 2 bar pressure at 1-1.5 and 2 torque values and 2-3 and 4 stoichiometric ratios, dry air that is, experiments were carried out without using a humidifier and the test results were examined. It was observed that the data obtained from the experiments were similar and consistent with the data obtained in similar studies in the literature.