Akış Kanalı Tasarımının PEM Yakıt Pili Performansına Etkilerinin İncelenmesi

Creative Commons License

Çelik S.

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.7, sa.1, ss.407-416, 2018 (TRDizin)

Özet

Yakıt pili sisteme dışarıdan sağlanan hidrojen ve havanın elektrokimyasal reaksiyon gerçekleşmesi ile kimyasal enerjisini doğrudan elektrik ve ısı formunda kullanılabilir enerjiye çeviren güç üretim elemanıdır. Akış plakaları yakıt pillerinde Membran Elektrot Grubu (MEG) için gazların dağılımının sağlanmasında ve oluşan akımın ve suyun toplanmasında kullanılan MEG’den sonra en önemli sistem parçasıdır. Ayrıca akış plakaları yakıt pilinin ısıl yönetimi için de kullanılmaktadır. Tüm bu işlemleri aynı anda yapan akış plakasının üzerinde bulunan kanalların geometrik tasarımı, gaz dağılımını, oluşan suyun toplanmasını ve ısı dağılımını doğrudan etkilediği için çok önemlidir. Bu çalışmada, PEM yakıt pili için farklı akış geometrisine sahip akış plakaları imal edilerek farklı basınç değerlerinde performans testleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar, basınçlı çalıştırılan çoklu serpantin akış plakası tasarımının en iyi sonucu verdiğini göstermiştir. 

The fuel cell is a power generation unit which converts chemical energy directly into electricity and heat in the form of usable energy by the electrochemical reaction under hydrogen and air supplied. The flow plates are the most important part of the system after the Membrane Electrode Group (MEG) used for the distribution of the gases and the collection of the current and water in the fuel cells. The flow plates are also used for the thermal management of the fuel cell. The geometric design of the channels on the flow plate, which performs all of these operations at the same time, is very important because it directly affects the gas distribution, water collection and the heat dissipation. In this study, flow plates with different flow geometry of the fuel cell are fabricated and performance tests are performed at different pressures. The experimental results indicated that the multiserpentine flow plate design with pressure is found to exhibit the highest performance.