Development and investigation of slurry electrodes, novel materials and membranes for tubular vanadium redox batteries
Tübüler vanadyum redoks akiş bataryalari i̇çi̇n bulamaç elektrot, yeni̇ materyal ve membranlarin araştirma ve geli̇şti̇rmesi̇
- Tez No: 387353
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Kimya Mühendisliği, Enerji, Polymer Science and Technology, Chemical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerji, insanlığın modern yaşamı için gerekliliğini korumaktadır. En temel kullanılan enerji türü elektrik enerjisidir. Elektrik enerjisi günlük yaşam gereksinimlerinin artmasından dolayı yeni zorluklarla karşılaşmaktadır. Elektrik enerjisi kendi formunda depolanamadığı için, enerji depolama sistemleri uygulamaları, hali hazırda bulunan elektrik dağıtım ağının kalitesi ve stabilitesinin geliştirilmesi adına gereklidir. Enerji depolama sistemleri arasında elektrokimyasal enerji depolama sistemleri kullanım alanların göre önemli bir yer kaplamaktadırlar. Bu çalışmada Vanadyum Redoks Akışlı Bataryalar incelenecektir. Genellikle Nafion membranlar bu tarz bataryalarda kullanılmaktadırlar. Nafion membranların yüksek maliyetleri ve düşük H+/V iyon seçicilikleri dolayısıyla, Sülfonize Poli-Eter-Eter-Keton (SPEEK) membranlar üretilmiştir. Bu polimerin daha düşük maliyete ve daha yüksek seçiciliğe sahip olması, Nafion membranlardan daha uygun bir malzeme olmasını sağlamaktadırlar. Ek olarak SPEEK polimerinin mekanik dayanımını artırıp daha da fazla seçicilik katmak için Polianilin (PANI) polimeri eklenip, karışım membranlar oluşturulmuştur. Karakterizasyon sonuçları karşılaştırıldığında önemli performans gelişimi olduğu gözlemlenmiştir. Vanadyum RFB tasarlanmış ve ayrı ayrı membranların batarya performansları incelenmiştir. Enerji, coulombic ve voltaj verimliliği gibi batarya performans değerleri optimum düzeylerde bulunmuştur (>90 %). Bu çalışmanın ikinci kısmında ise, düzlemsel RFB'lerin güç yoğunluklarının artırılabilmesi için tübüler modül geliştirilmesi planlanmıştır. Farklı Membran Elektrot Montajlar (MEA) uygulandıktan sonra titanyum makro gözenekli tüp ve grafit tüp tübüler RFB sistemine uygun bulunmuştur. Ardından bulamaç elektrot sisteme dahil edilerek, elektrot ve elektrolit yüzey alanının artırılması hedeflenmiştir. Tübüler RFB öncelikle bulamaçsız, daha sonra ise hacimsel olarak %5 ve %10 olmak üzere üç defa şarj ve deşarj döngüsüne sokulmuştur. Bu döngüler sonucunda akım yoğunluğunda yükselme gözlemlenmiştir. Grafit elektrot yardımıyla tübüler RFB'de temas yüzeyi arttırılıp, daha güçlü bir elektrik akımı sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The energy is essential for human modern life. Since the electrical energy cannot be stored as its own form, applications of the energy storage systems are necessary. Among the energy storage systems, electrochemical systems play a major role, depending on their common usage areas. During this study Vanadium Redox Flow Batteries will be investigated. Nafion type membranes are mostly being used as separator. Due to the high cost and low H+/V selectivity of Nafion, sulfonated poly-ether-ether-ketone (SPEEK) membranes were produced. SPEEK has lower costs and higher selectivity between H+/V ions which makes it more suitable than Nafion type membranes. In order to increase selectivity and mechanical stability of SPEEK membranes, polyaniline (PANI) was mixed with SPEEK. Significant performance improvements were obtained with SPEEK membranes when compared to the commercialized Nafion membranes. Battery performance values, such as energy, coulombic and voltage efficiencies were obtained around 90 % which might be acceptable as optimum values. A tubular Vanadium RFB was build in order to develop the power density of the planar RFBs. Titanium macroporous tubes and graphite tubes were decided as a suitable assembly for Vanadium RFB. The current density of tubular battery was found to be lower than planar RFB's. Slurry electrode was introduced into this tubular RFB to increase the contact area between electrode and electrolyte. Activated carbon and graphite powder were used as slurry electrodes. Slurry electrodes were mixed in different ratios with the electrolyte solution. Significant current density increase was obtained by the addition of slurry electrodes.
Benzer Tezler
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Sivas-Kangal yöresinde kırsal gelişme ve pazara açılma sürecindeki farklılaşmalar (bir örnek olay incelemesi)
Başlık çevirisi yok
FAHRİ ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiSosyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. VAHAP SAĞ
- Makro besin elementlerinin (NPK) İzmir'de Mayıs ayında açığa dikilen 4-6 cm çevre büyüklüğündeki Gladiolus cinsine ait“hunting song”ve“Novalüx”kültür çeşitlerinin yumrularının gelişmeleri üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
TAHA ALİ AMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN HATİPOĞLU