| Popis: |
oz ALKALI YAKIT PILI ELEKROTLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ Han, Emine Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İnci Eroğhı Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Lemi Türker Haziran 1998, 92 sayfa Yakıt pillerinin enerji dönüşümündeki davranış ve uygulanabilirliği elektrotlarının verimliliğine bağlıdır. Bu araştırmada, elektrot yapısı ve üretim yöntemi değiştirilerek alkali yakıt pilinin performansı iyileştirildi. Çift ve tek katlı olmak üzere iki tip elektrot yapısı incelendi. Bütün elektrotlar teflon katkılı, gaz geçirgen tiptedir. Bunlar açma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Çift katlı elektrotlar, destekleyici tabaka üzerinde aktif ve difüzyon tabakalarının oluşturulmasıyla hazırlandı. Buna karşılık tek katlıelektrotlarda, destekleyici tabaka üzerinde sadece aktif tabaka oluşturuldu. Uygulanan sıkıştırma yükü ve sinterleme şartlan değiştirilerek yeni bir üretim yöntemi geliştirildi. Farklı teflon ve platin miktarı içeren elektrotlar hazırlandı. Yakıt pilinin voltaj-akım özellikleri 25 ila 70°C sıcaklık aralığında bir test ünitesinde ölçüldü. Çift katlı elektrotlar kullanılarak, tek katlı elektrotlara nazaran daha yüksek güç elde edildi. Difüzyon tabakasının alkali yakıt pililerinin performansında önemli bir rolü olduğu anlaşıldı. Elekrot kalınlığının kritik olmadığı; ancak üretim yönteminin performansı önemli ölçüde etkilediği sonucuna varıldı. En düşük birim kilowatt elektrik üretim maliyeti 0.3 mg/cm2 platin içeren çift katlı elektrotlar ile elde edildi. Bu elektrotlarla hazırlanan yakıt pilinde 0.6 V çalışma voltajında 129 mA/cm2 akım yoğunluğu ölçüldü. Platin miktarının 2 mg/cm2'ye artırılması ile aynı voltajdaki akım yoğunluğunun değerinin 225 mA/cm2 yükseldiği gözlendi. Alkali yakıt pili, sürekli ve aralıklı çalıştırılarak, uzun süreli performansı incelendi. Anahtar sözcükler: yakıt pili, yakıt hücresi, alkali yakıt pili, yakıt pili elektrodu VI ABSTRACT AMELIORATION OF ELECTRODES IN ALKALINE FUEL CELLS Han, Emine M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor : Prof. Dr. İnci Eroğlu Co-Supervisor: Prof. Dr. Lemi Türker June 1998, 92 pages The behavior and the applicability of fuel cells for energy conversion depend mostly on the efficiency of the electrodes. In this research, the performance of an alkaline fuel cell was improved by changing the electrode structure and manufacturing method. Two different types of electrode structures were investigated such as; double layer and single layer electrodes. All the electrodes were teflon bonded, gas diffusion type. They were manufactured by using rolling method. Double layer electrodes possessed active layer and diffusion layer on the backing layer. However, single layer melectrodes had only active layer on the backing layer. The electrode manufacturing method was ameliorated by applying different compaction load and altering sintering conditions. The electrodes were prepared at different PTFE content and platinum loading. The voltage-current density characteristics of the fuel cell assembly were measured at different temperatures (25-70°C) in a test station. The power obtained with the double layer electrodes was higher compared to the single layer electrodes. The diffusion layer had an important role on the performance of the fuel cell. In conclusion, the thickness of the electrodes were not critical. However, the manufacturing technique had significantly affected the performance. The minimum initial cost per kilowatt electricity produced was obtained with double layer electrodes having 0.3 mg/cm2 platinum load. The fuel cell assembled with these electrodes had delivered a current density of 129 mA/cm2 at a cell voltage of 0.6 V. The current density increased to 225 mA/cm2 at the same voltage when the platinum load was increased to 2 mg/cm2. The long term performance of the fuel cell under continuous and intermittent operation have also been investigated. Keywords: fuel cell, fuel cell electrode, alkaline fuel cell IV 92 |
