Risk Eğitim

Enerji Programları

L07.Yakıt Hücreleri

GEREKÇE

Hidrojen bir çok özelliği bakımından mükemmel bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen, en hafif, en verimli ve en temiz yakıttır. En önemli özelliklerinden biride elektrokimyasal yöntemle elektrik enerjisine yakıt hücreleri ile dönüştürülebilmesidir. Bu dönüşüm geleneksel fosil yakıtların yakılmasıyla elde edilen elektriğe göre çok daha verimli ve temzdir. Bu sebeple yakıt hücreleri teknolojileri üzerinde yapılan yoğun araştırma ve geliştirme çalışmaları ile otomotiv endüstürisi dahil bir çok önemli sektörün vaz geçilmez tercihi olmaya başladı. Yakıt Hücreleri ve Dönüştürücüler dersinde, son derece güncel olan bu teknolojinin mühendislik, ekonomik ve çevresel boyutu incelenecek. Yakıt hücreleri en küçük birimlerinden başlanarak, tüm sistem seviyesine kadar detaylı olarak incelenecektir. Ayrıca yakıt hücreleri ile çalışacak cep telefonu, araba lap-top gibi sistemler için yakıt hücreleri tasarımları yapılacaktır.

DERSİN İÇERİĞİ
(Böiüm, ana başlık ve alt başlıklar halinde sıralayınız.)

1.Yakıt Hücrelerine Giriş

Yakıt hücrelerinin tanımlanması, kısa tarihsel gelişimi, yakıt hücreleri tipleri ve uygulamaları

2.Yakıt Hücrelerindeki Temel Kimya ve Termodinamik

Temel kimysal reaksiyonların incelenmesi, Terorik elektriksel iş, Teorik Yakıt Hücresi Gerilimi, Sıcaklığın Etkisi, Teorik Yakıt Hücresi Verimi, Basınç’ın Etkisi

3.Yakıt Hücrelerindeki Elektrokimya

Elektrot Kinetikleri, Reaksiyon Sabiti, Reaksiyon Sabitleri, Yük Transfer Katsayısı, Dönüm Akım Yoğunluğu, Yakıt Hücrelerinde Gerilim Düşümleri, Yakıt Hücreleri Akım Yoğunluğu-Gerilim Değişimi, Akım Yoğunluğu-Gerilim Değişiminin Hasssas olduğu Parametreler

4.Yakıt Hücreleri Ana Parçaları, Malzemeleri ve İşlevi

Membran, Mebran Fiziksel Özellikleri, İyonik İletkenlik, Su Transportasyonu, Gaz Geçişi, Elektrotlar, Gaz Geçiş Tabakası, İki Kutuplu Tabakalar ve Malzemeleri

5.Yakıt Hücreleri Çalışma Koşulları

Çalışma Basıncı, Çalışma Sıcaklığı, Akış Hızları, Nemlilik, Kütle Dengesi, Enerji Dengesi

6.Yakıt Hücresi Modülü Tasarımı ve Modellenmesi

Yakıt Hücresi Büyüklüğünün belirlenmesi, Modül Konfigürasyonu, Gaz Dağılımı, Isı Uzaklaştırılması, Alternatif Soğutma Yöntemleri, Teori ve Ana Denklemler, Modelleme Katmanları, Modelleme Örnekleri,

7.Yakıt Hücreleri Perfomans Teşhisi

Akım Yoğunluğu-Gerilim Değişimi, Akım Kesme Yöntemi, AC Empedans Sepektoskopi, Basınç Düşümü ile Teşhis, Akım Yoğunluğu Haritalanması

8.Yakıt Hücreli Sistem Tasarımı

Hidrojen-Oksijen Sistemleri, Hidrojen-Hava Sistemleri, Yakıt İşletim Sistemli Yakıt Hücreli Sistemler, Elektrik Alt Sistemi, Sistem Verimi

9.Yakıt Hücreleri Uygulamaları ve Hidrojen Ekonomisi

Ulaşım Sistemleri Uygulamaları, Durağan Güç Sistemleri Uygulamaları, Yedek Güç Ünitesi Uygulamaları, Taşınabilir Sistemler Uygulamaları, Enerji Sistemlerindeki Geçişler, Hidrojenin Yakıt olarak Kullanılması, Hidrojen Enerji Sistemleri, Hidrojen Ekonomisine Geçiş

10.Yakıt Hücreleri Güç Sistemi

Yakıt hücreleri uygulamalarındaki güç sistem tasarımları ve analizi

11.Yakıt Hücrelerinde Güç Kalitesi

Yakıt hücreleri uygulamalarındaki güç kalitesinin iyileştirilmesi

12.Yakıt Hücrelerinde Doğru Gerilim Dönüştürücüleri

DC-DC dönüştürücüler, Gerilim azaltıcı dönüştürücüler, Gerilim yükseltici dönüştürücüler

13.Yakıt Hücrelerinde Alternatif Gerilim Dönüştürücüleri

DC-AC dönüştürücüler, Yarı Köprü dönüştürücüler
Tam Köprü dönüştürücüler

14.Yakıt Hücrelerinde Anahtarlama Teknikleri

Güç Sistemi Dönüştürücüleri için Anahtarlama Yöntemleri, Güç kalitesinin düzeltilmesi

TEMEL KAYNAKLAR

1.F.Barbir, “PEM Fuel Cells Theory and Practice”, Elsevier, 2005,NY

2.Araştırma Notlari, University of Connecticut,2004-2005

3. J.Larmine, A.Dicks,” Fuel Cell Systems Explained”, Wiley, NJ, 2003