Modeling of molten carbonate fuel cell
| Autor: | Baranak, Murat |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Atakül, Prof Hüsnü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Material Science and Engineering, Atakül, Hüsnü, İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı |
| Rok vydání: | 2004 |
| Předmět: | |
| Popis: | Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004 Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004 Ergimiş karbonatlı yakıt pillerinin (EKYP) performanslarını, yakıt pilinin çalışma koşulları (sıcaklık, basınç, gaz bileşimi), toplam yüzey alanı, akım yoğunluğu, gaz dağıtım şekli (paralel akış, çapraz akış) ve yakıt kullanım oranı gibi bir çok parametre etkilemektedir. Bu parametrelerin yakıt pili performansı üzerine ayrı ayrı etkileri, birbirleriyle etkileşimleri ve yakıt pili yüzeyi üzerindeki değişimleri göz önüne alındığında, EKYP performansının incelenebilmesi için bir modelleme çalışmasının zorunlu olduğu görülmektedir. Bu tez çalışmasında sözü edilen parametrelerin yakıt pili performansına etkisini inceleyen bir model geliştirilmiştir. Ayrıca EKYP’lerde en çok kullanılan iki elektrolit malzemesi olan, (LiNa)CO3 ve (LiK)CO3’ a sahip yakıt pillerinin performansları incelenmiştir. Geliştirilen model, yakıt pili reaksiyonlarını, anot, katot ve iç dirençten kaynaklanan verim kayıplarını, yakıt pili anot katalizörü üzerinde hızlı gerçekleşen su gaz değişim reaksiyonunu, yüzey alanını, sıcaklığı, basıncı ve gaz bileşimi gibi parametreleri göz önüne alarak yakıt pilinin verimini, üretilen elektriksel enerjiyi ve ısı enerjisini hesaplamaktadır. Modelde yakıt pili, gaz bileşiminin ve akım yoğunluğunun sabit kabul edilebileceği bölgelere ayrılarak incelenmiştir. Bu şekilde hem gerçeğe daha yakın sonuçlar elde edilmiş, hem de gaz bileşimi, akım yoğunluğu ve üretilen ısı gibi bir takım parametrelerin yakıt pili yüzeyi üzerinde değişimleri elde edilmiştir. Model, Visual Basic programlama dilinde bir program kodu yazılarak kullanılmıştır. Bunun yanı sıra, ASPEN HYSYS 3.2 proses simülasyon programı kullanılarak, yakıt dönüştürme sistemi ve geliştirilen modelin kullanıldığı yakıt pili sisteminden oluşan tüm bir EKYP sisteminin simülasyonu yapılmıştır. Performance of molten carbonate fuel cells(MCFC) are affected by many parameters like operating conditions (temperature, pressure, gas composition), total active surface area, current density, gas distribution method (co-flow, cros flow), reactant utilization ratio. When taking into consideration these parameters seperately, their interaction and variation throughout the cell surface area, it is compulsory to make a model of MCFC to investigate its performance. In this study, a MCFC model has been developed to investigate the effect of above stated parameters. Also performance of widely used electrolyte materials of MCFC, (LiNa)CO3 and (LiK)CO3 have been studied. The developed model calculates the efficiency, amount of produced electricity and heat according to fuel cell reactions, anode, cathode, internal resistance losses, water gas shift reaction (which comes to equilibrium fastly on anode catalyst (nickel)), surface area, temperature, pressure and gas composition. In the model, the MCFC is divided into parts, in which the gas composition and current density can be taken as constant. With this approach, results would be closer to reality, and also distribution of several parameteres as gas composition and generated heat could be obtained. A computer programme in Visual Basic programming language has been written for the model. Furthermore, a simulation study for a whole MCFC system has been made. Yüksek Lisans M.Sc. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|