SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 3

PEM TİPİ YAKIT PİLLERİ İÇİN ÇİFT KUTUPLU AKIŞ PLAKALARININ MODELLENMESİ

Ahmet Ekiz
Talha Camcı
İbrahim Türkmen
Mehmet Sankır
Sıtkı Uslu
Derek K. Baker
Ertan Ağar
Pages
—
Publication Date
2013-02-20
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Yapılan çalışmalar sonucu görülmüştür ki; giriş hızının artması, çıkış basıncınınartması, katot tarafındaki sınır şartlarına anoda göre daha fazla oksidant beslenmesi ve kanal boyunca bulunanengellerin derinliğinin artması sonrasında yakıt hücresi performansı artmıştır.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Yakıt pili teknolojisi, hidrojen enerjisini en ekonomik ve verimli kullanan teknolojilerden bir tanesidir.Kullandığı yakıt ve üretebildiği güç miktarı bakımından çeşitli yakıt pilleri mevcuttur.
📊
Key Findings & Data:Akış kanalına farklı geometrilerdeengeller konularak daha fazla yakıtı reaksiyona zorlamak hedeflenmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Yapılan çalışmalar sonucu görülmüştür ki; giriş hızının artması, çıkış basıncınınartması, katot tarafındaki sınır şartlarına anoda göre daha fazla oksidant beslenmesi ve kanal boyunca bulunanengellerin derinliğinin artması sonrasında yakıt hücresi performansı artmıştır.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:PEM Yakıt Pili · Comsol · Yakıt Hücresi

Özet

Yakıt pili teknolojisi, hidrojen enerjisini en ekonomik ve verimli kullanan teknolojilerden bir tanesidir.Kullandığı yakıt ve üretebildiği güç miktarı bakımından çeşitli yakıt pilleri mevcuttur. Bu yakıt pilleri içerisindeen çok polimer elektrolit membranlı yakıt pillerinin (PEMYP) gelecek vaad ettiği öngörülmektedir. Buçalışmada tek hücreli bir polimer elektrolit membranlı yakıt pili Comsol Multiphysics programı kullanılarak ikiboyutlu olarak modellenmiştir. Akışa paralel kesitte model oluşturulmuştur. Akış kanalına farklı geometrilerdeengeller konularak daha fazla yakıtı reaksiyona zorlamak hedeflenmiştir. Bu şekilde ideal performansdeğerlerine yakın akım ve güç yoğunlukları oluşturulmaya ve kayıplar en aza indirilmeye çalışılmıştır. Sınırkoşulları olarak değişik hız değerleri girilmiştir. Ayrıca çıkış sınır şartları için farklı basınç değerleri verilerekperformans etkisi araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucu görülmüştür ki; giriş hızının artması, çıkış basıncınınartması, katot tarafındaki sınır şartlarına anoda göre daha fazla oksidant beslenmesi ve kanal boyunca bulunanengellerin derinliğinin artması sonrasında yakıt hücresi performansı artmıştır.

🔖

Cite This Article

Ekiz, A., Camcı, T., Türkmen, İ., Sankır, M., Uslu, S., Baker, D. K., Ağar, E. (2013). PEM TİPİ YAKIT PİLLERİ İÇİN ÇİFT KUTUPLU AKIŞ PLAKALARININ MODELLENMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 3. https://ajindex.com/articles/1078531

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (132)

  1. Gurau, V., Liu, H. And Kakac, S., Two-
  2. Dimensional Model for Proton Exchange
  3. Membrane Fuel Cells, AIChE Journal, 44,
  4. 2422, 1998.
  5. Dutta S., Shimpalee S., Vanzee W.J., Threedimensional
  6. numerical simulation of straight
  7. channel PEM fuel cells, J. Applied
  8. Electrochemistry,(30) 135-146, 1999.
  9. He, W., Yi, J.S. and Nguyen, T.V., Two-Phase
  10. Flow Model of the Cathode of PEM Fuel Cells
  11. Using Interdigitated Flow Fields, AIChE
  12. Journal, 46, 2053-2064, 2000.
  13. Um, S. and Wang, C.Y., Three-dimensional
  14. analysis of transport and electrochemical
  15. reactions in polymer electrolyte fuel cells,
  16. Journal of Power Sources, 125, 40–51, 2004.
  17. Guvelioglu, G.H. and Stenger, H.G.,
  18. Computational fluid Dynamics modeling of
  19. polymer electrolyte membrane fuel cells, Journal
  20. of Power Sources, 147, 95–106, 2005.
  21. Hermann, A., Chaudhuri, T., Spagnol, P.,
  22. International Journal of Hydrogen Energy, 30,, 2005.
  23. Shimpalee, S., Van Zee, J.W., ‘’Numerical
  24. Studies on Rib & Channel Dimension of Flow
  25. Field on PEMFC Performance’’, International
  26. Journal of Hydrogen Energy, 80-102, (2006).
  27. Soo Kim, G., Sui, P.C., Shah, A.A., Djilali, N.,
  28. Reduced-dimensional models for straight-channel
  29. proton exchangemembrane fuel cells, Journal of
  30. Power Sources, 195, 3240-3249, 2010.
  31. Lobato, J., Canizares, P., Rodrigo, M.A., Pinar,
  32. J.F., Mena, E., Ubeda, D., Three-dimensional
  33. model of a 50 cm2 high temperature PEM fuel
  34. cell. Study of the flow channel geometry
  35. influence, International Journal of Hydrogen
  36. Energy, xxx, i-ii, 2010.
  37. Larminie, J., Dicks, A., Fuel Cell Systems
  38. Explained, Wiley, 2003.
  39. Hoogers, G., Fuel Cell Technology Handbook,
  40. CRC Press, 2002.
  41. Kakaç, S., Vasiliev, L., Pramuanjaroenkij, A.,
  42. Mini-Mikro Fuel Cell Fundamentals and
  43. Applications, Springer, 2007.
  44. Barbir, F., PEM Fuel Cells:Theory and
  45. Practice, Elsevier Academic Press, 2005.
  46. EG&G Technical Services, Inc., Fuel Cell
  47. Handbook(Seventh Edition), U.S. Department
  48. of EnergyOffice of Fossil EnergyNational Energy
  49. Technology Laboratory, 2004.
  50. EG&G Services Parsons, Inc. Science
  51. Applications International Corporation, Fuel Cell
  52. Handbook (Fifth Edition), U.S. Department of
  53. Energy Office of Fossil Energy National Energy
  54. Technology Laboratory, 2000.
  55. Ağar, E., 2010, 2-D Modeling of a Proton
  56. Exchange Membrane Fuel, Yüksek Lisans Tezi,
  57. O.D.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  58. Bıyıkoğlu, A., Yakıt Hücerelerinin Tarihsel
  59. Gelişimi,Çalışma Prensipleri Ve Bugünkü
  60. Durumu, G.Ü. Fen Bilimleri Dergisi, 16(3),
  61. 542, 2003.
  62. Barbir, F., Fuel cell basic chemistry,
  63. electrochemistry and thermodynamics. In Mini-
  64. Micro Fuel Cells: Fundamentals and
  65. Applications, pages 13–26, 2008.
  66. “Elektrik İşleri Etüd İdaresi” erişim adresi:
  67. http://www.eie.com/, erişim tarihi: 26 Nisan
  68. “Fuel Cell Online, Fuel Cell Information” erişim
  69. adresi: http://www.fuelcells.org/, erişim tarihi: 28
  70. Temmuz 2010.
  71. “U.A. Department of Energy, Energy Efficiency
  72. & Renewable Energy” erişim adresi:
  73. http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcel
  74. ls/fuelcells/fc_types.html, erişim tarihi: 26 Nisan
  75. “The National Institute of Standards and
  76. Technology (NIST)” erişim adresi:
  77. http://physics.nist.gov/MajResFac/NIF/pemFuelC
  78. ells.html erişim tarihi: 26 Nisan 2010.
  79. Scientific Computing World erişim adresi:
  80. http://www.scientificcomputing.
  81. com/scwjanfeb03fuelcell.html erişim
  82. tarihi:20 Temmuz 2010.
  83. Robalinho, E., Cunha, E.F., Andrade, A.B.,
  84. Bejarano, M.L.M., Linardi, M., Cekinski, E.,
  85. COMSOL Modelling and Simulation of PEM
  86. Fuel Cell’s Flow Channels, Excerpt from the
  87. Proceedings of the COMSOL Conference,
  88. Boston, U.S.A., 2007.
  89. Siegel, C., Review of computational heat and
  90. mass transfer modeling in polymer-electrolytemembrane
  91. (PEM) fuel cells, Energy, 33,1331–, 2008.
  92. Mehta, V. and Cooper, J., Review and analysis of
  93. pem fuel cell design and manufacturing, Journal
  94. of Power Sources, 114,32–53, 2003.
  95. Tsuchiya, H. and O Kobayashi, O., Mass
  96. production cost of pem fuel cell by learning
  97. curve, International Journal of Hydrogen
  98. Energy, 29,985–990, 2004.
  99. Li, X. and Sabir, I., Review of bipolar plates in
  100. pem fuel cells: Flow-field designs, International
  101. Journal of Hydrogen Energy, 30,359–371,
  102. Hermann, A., Chaudhuri, T. and Spagnol, P.,
  103. Bipolar plates for pem fuel cells: A review,
  104. International Journal of Hydrogen Energy,,1297–1302, 2005.
  105. Tawfik, H., Hung, Y. and Mahajan, H., Metal
  106. bipolar plates for pem fuel cell—a review,
  107. Journal of Power Sources, 163,775–767, 2007.
  108. Wind, J., Spah, R., Kaiser, W. and Böhm, G.,
  109. Metallic bipolar plates for pem fuel cells,
  110. Journal of Power Sources, 105,256–260, 2002.
  111. Xing, Q.X., Lum, K.W., Poh, H.J.,Wu, Y.L.,
  112. Geometry optimization for proton-exchange
  113. membrane fuel cells withsequential quadratic
  114. programming method, Journal of Power
  115. Sources, 186, 10–21, 2009.
  116. Comsol Multiphysics. Proton exchange
  117. membrane fuel cell. In Chemical Engineering
  118. Module Model Library, Comsol, 2009.
  119. Comsol Multiphysics. Chemical Engineering
  120. Module User’s Guide. Comsol, 2008.
  121. “General Motors Company” resmi internet sitesi
  122. erişim adresi:
  123. http://www.gm.com/vehicles/innovation/fuelcells/
  124. erişim tarihi: 28 Temmuz 2010.
  125. Sankır, M., PhD Dissertation, 2005.
  126. K. Broka, P. Ekdunge, Modelling the PEM fuel
  127. cell cathode, Journal of Applied
  128. Electrochemistry, 27:281-289, 1997.
  129. K. Dannenberg, P. Ekdunge and G. Lindbergh,
  130. Mathematical model of the PEMFC, Journal of
  131. Applied Electrochemistry 30:1377–1387, 2000.
  132. ells.html erişim tarihi: 26 Nisan 2010.