Laboratuvar şartlarında üretilen açık hücreli alüminyum köpüklerin gaz difüzyon tabakası olarak sodyumborhidrür yakıt hücrelerinde kullanılması

Abstract

Yakıt pili sistemleri hali hazırda gelişmekte olan bir teknoloji olmasına rağmen yüksek enerji verimi, uzun çalışma süresi, sessiz çalışması ve çevreye zararlı atık oluşturmaması nedeniyle enerji ihtiyacının karşılanması çözümünde dikkat çeken bir teknolojidir. Yakıt pili sistemlerinin ticarileştirilebilmesi için maliyet düşürücü, verimlilik arttırıcı ve daha küçük hacimlerde daha yüksek güç sağlayan yakıt hücreleri elde edilmelidir. Yakıt pillerinin ticarileştirilmesi ve maliyet düşürülmesi kapsamında metal esaslı köpüklerin kullanılması günümüzde dikkat çekmektedir. Metalik köpükler arasında üretim kolaylığının yanı sıra üstün performans özelliğinden dolayı çalışmada alüminyum köpükler kullanılmıştır. Alüminyum köpükler elektriksel ve termal iletkenlikleri, gözenekli yapının sağladığı yüksek geçirgenlik, dar akış kanalları, geniş özgül yüzey alanı, kılcal ve difüzif kuvvetler sayesinde yakıt pilleri başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamalarında mükemmel performans sağlayan bir malzemedir. DBHYP için anot difüzyon tabakasında alüminyum köpüklerin akış dağıtıcı ve elektrot olarak metal köpük kullanılması hücre performansında, hücre ağırlık ve hacminde önemli artılar sağlamaktadır. Tez kapsamında yakıt hücrelerinde kullanılması maksadıyla laboratuvar şartlarında üretilen açık hücreli alüminyum köpüklerin DBHYP denenmesi ve mekanik davranışları incelenmiştir.

Although fuel cell systems are currently a developing technology, it is a remarkable technology in meeting energy needs due to its high energy efficiency, long operating time, silent operation and not creating harmful waste to the environment. For fuel cell systems to be commercialized, fuel cells that increase costs, increase efficiency and provide higher power in smaller volumes should be obtained. The use of metal-based foams within the scope of commercialization of fuel cells and cost reduction is drawing attention today. Among metallic foams, aluminum foams were used in the study due to their ease of production as well as their superior performance. Aluminum foams are a material that provides excellent performance in many engineering applications, especially fuel cells, thanks to their electrical and thermal conductivity, high permeability provided by the porous structure, narrow flow channels, large specific surface area, capillary, and diffusive forces. For DBHYP, using aluminum foams as flow distributors and metal foams as electrodes in the anode diffusion layer provides significant increases in cell performance, cell weight, and volume. Within the scope of the thesis, DBHYP testing and mechanical behavior of open-cell aluminum foams produced under laboratory conditions for use in fuel cells have been investigated.