Düşük Sıcaklıkta Çalışan Bir Hidrojen-Oksijen Alkali Yakıt Pilinin Tasarımı Ve Kurulması
Hazırlayanlar:Lemi Türker, Mustafa Tanzer Ergül, Prof.dr. İnci Eroğlu
lturker@metu.edu.tr
Proje Özeti
Hidrojen gazı geleceğin önemli bir yenilenebilir ve teiniz enerji kaynağıdır. Hidrojen gazının yakıt olarak kullanılabilmesine olanak sağlayan önemli bir konu bu gazın yakıt pillerinde en verimli şekilde yakılarak elektrik üretilmesidir. Bu araştırmada hidrojen gazından elektrik üretebilecek bir alkali yakıt pili tasarlanmış, kurulmuş ve gücünü etkileyen etkenler araştırılmıştır. Geliştirilen alkali yakıt pili beş bölümden oluşmaktadır. Bunlar, hidrojen ve oksijen gazlarının geçtiği bölümler, hidrojen ve oksijen elektrodan ve potasyum hidroksit çözeltisinin bulunduğu elektrolit bölmesidir. Elektrotlar çok katlı, teflon katkılı, gaz geçirgen tiptedir ve açma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Elektrotlar, elektron toplayıcı ve dayanıklılığı arttırıcı nikel elek teli üzerine karbon ve teflon karışımlı gaz geçirgen tabaka ve platin emdirilmiş karbon ve teflon karışımıyla hazırlanmış katalizör tabakalanndan oluşmaktadır. Elektrotlarda aktif karbon veya karbon siyahı kullanılmıştır. Hazırlanan elektrotlar 0. 5 mm kalınlığında, 5 cm2 alanında ve 0. 2 ila 4. 5 mgcm2 arasında değişen miktarlarda platin içermektedir. Yakıt pilinin voltaj-akım özellikleri 20 ila 60 santigrad derece sıcaklık aralığında, yüzde 30 veya yüzde 50 potasyum hidroksit içeren elektrolit kullanılarak ölçülmüştür. Yakıt pilinin açık devre voltajı mevcut yakıt pillerine oldukça yakın bir değerde, 0. 95 V civarında ölçülmüştür. Voltaj-akım özelliklerinin pilin geometrisi, elektrotlarda kullanılan maddeler, miktarları ve hazırlanma yöntemleri ile etkilendiği görülmüştür. Elektrolit çözeltisine katılan organik maddelerin ( Methanol ve ethanol ) pilin verimini düşürdüğü sonucuna varılmıştır. En yüksek performansın elde edildiği yakıt pili koşullarında, örneğin, 0. 4 V çalışma voltajında 70 mAcm2 akım yoğunluğu ölçülmüştür.