Hidrojen bromür redoks akış bataryasının deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of hydrogen bromine redox flow battery
- Tez No: 976680
- Danışmanlar: PROF. DR. CENK ÇELİK, PROF. DR. FATMA GÜL BOYACI SAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojen/bromür redoks akış bataryaları, enerji depolama sistemlerinde yüksek enerji yoğunluğu, verimlilik ve düşük maliyet avantajlarıyla dikkat çekmektedir. Bu çalışma kapsamında bir Hidrojen/Bromür redoks akış bataryası ve bağlantıları özgün olarak tasarlanmıştır. Bu batarya da katot elektrodunda kullanılan difüzyon tabakalarının ve işletme koşullarının hücrenin şarj ve deşarj performansı incelenmiştir. Difüzyon tabakası olarak katalizör yüklemesi olmaksızın, çeşitli karbon kumaş ve karbon kağıtlar test edilmiştir. Difüzyon tabakaları seçilirken, porozite, mikro poroz tabaka varlığı, teflon varlığı gibi parametreler değerlendirilmiştir. İşletme koşulları olarak 2 farklı sıcaklık ve 2 farklı katot besleme debisi kullanılmıştır. Yapılan testlerde polarizasyon, hidrojen tüketimi, bromür tüketimi ve hidrojen üretimi gibi parametreler değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalara ek olarak, hücre bütünüyle sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Modelleme çalışması deneysel verilerle kıyaslanmış ve doğrulanmıştır. Deneysel olarak çalışılmamış çeşitli parametrelerin modelleme ile performansları incelenmiştir. Bu parametreler farklı kalınlıklarda membran kullanımı ve farklı sayıdaki difüzyon tabakalarının üst üste katot elektrodu olarak kullanılmasıdır. Yapılan çalışmalar kapsamında şarj ve deşarj testlerinde 30°C sıcaklık ve 20 ml/dk besleme debisinin her hücre için optimum çalışma performansı gösterdiği, kullanılan membranın incelmesinin performansı arttırdığı, çok katmanlı difüzyon tabakası kullanılmasının performansı arttırdığı, teflon varlığının ve mikro poroz tabaka varlığının ise performansı düşürdüğü saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Hydrogen/bromine redox flow batteries attract attention with their high energy density, efficiency, and low-cost advantages in energy storage systems. In this study, an Hydrogen/Bromine redox flow battery and its connections were originally designed. In this battery, the charge and discharge performance of the cell were investigated in the diffusion layers used in the cathode compartment and operating conditions. Various carbon fabrics and carbon papers were tested without catalyst loading as the diffusion layer. While selecting the diffusion layers, parameters such as porosity, presence of microporous layer, and presence of Teflon were evaluated. 2 different temperatures and 2 different cathode feed flow rates were used as operating conditions. Parameters such as polarization, hydrogen consumption, bromine consumption, and hydrogen production were evaluated in the tests. In addition to the experimental studies, the cell was modeled entirely using the finite element method. The modeling study was compared with the experimental data and verified. The performances of various parameters that were not studied experimentally were examined with modeling. These parameters are the use of membranes of different thicknesses and the use of different numbers of diffusion layers on top of each other as cathode electrodes. Within the scope of the studies carried out, it was determined that 30°C temperature and 20 ml/min feed flow showed optimum operating performance for each cell in charge and discharge tests, thinning the membrane used increased performance, using a multi-layer diffusion layer increased performance, and the presence of Teflon and micro porous layers decreased performance.
Benzer Tezler
- Hidrojen bromür redoks akış bataryaları için membran üretimi ve proses parametrelerinin incelenmesi
Membrane production and investigation of process parameters for hydrogen bromide redox flow batteries
KÜRŞAT CAN ATA
Doktora
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK ÇELİK
PROF. DR. FATMA GÜL BOYACI SAN
- Hidrojen brom akış pillerinde broma dayanıklı hidrojen yükseltgenme ve indirgenme katalizörleri geliştirilmesi
Development of broma-resistant hydrogen oxidation and reduction catalysts in hydrogen brom flow batteries
BURCU YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERKER FIÇICILAR
- Yeni bir spektroflorometrik yöntem ile biyotiyollerin hipobromoz asit süpürme aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of hypobromous acid scavenging activity for biothiols with a novel spectrofluorometric method
GÜLÜZAR ZEYTÜNLÜ
- Semiconductor nanoparticles as heterogeneous photoinitiators for conventional and controlled radical polymerizations
Konvansiyonel ve kontrollü radikal polimerizasyonları için yarı iletken nanoparçıkların heterojen fotobaşlatıcı olarak kullanımı
SAJJAD DADASHI SILAB
- The bacterial and archaeal biodiversity of Insuyu cave
İnsuyu mağarasının bakteriyel ve arkeal biyoçeşitliliği
EZGİ TOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN NÜZHET DALFES