Hidrojen PEM Yakıt Hücresinin Performansını Etkileyen Faktörler ve Genel Bir Değerlendirme

Abstract

Konvansiyonel enerji kaynakları, önemli bir sorun olan sınırlı rezervlere sahip olmaları ve ciddi zararlı kirletici etkileri nedeniyle artık büyük bir endişe kaynağıdır. Bu nedenle, sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelme ihtiyacı her zamankinden daha büyük hale gelmiştir. İşte bu noktada, hidrojen enerjisi önemli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Hidrojen, temiz bir yakıt olarak kabul edilir ve çevreye zararlı emisyonlar oluşturmadan enerji üretimine katkıda bulunabilir. Hidrojenin kimyasal enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir sistem olan direkt hidrojenli PEM yakıt hücresi, gelecekte büyük umutlar vaat eden bir enerji kaynağıdır. Bu yakıt hücresi teknolojisi, hidrojenin oksijenle birleşerek su oluşturduğu elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla elektrik enerjisi üretebilir. Bu süreç sırasında herhangi bir zararlı emisyon ortaya çıkmaz, çünkü temiz su buharı salınır. Bu çalışmada, PEM yakıt hücresinin performansına etki eden bileşenlerin ve çeşitli durumların incelendiği ortaya konulmuştur. İlk olarak, PEM yakıt hücresinin işleyiş sistemi detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Yakıt hücresinin parçaları ve bu parçaların yakıt hücresi yığın maliyetine olan etkisi değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, membran, gaz difüzyon tabakası, bipolar tabaka ve anot-katot elektrotları gibi unsurların, PEM yakıt hücresinin performansı üzerindeki etkileri dikkatlice araştırılmıştır. PEM yakıt hücresinde yapılan çalışmalar, membran kalınlığının azaldıkça performansın arttığını göstermiştir. Ayrıca, gaz difüzyon tabakasındaki su miktarının az veya aşırı olmasının, yakıt hücresi performansını sınırlayıcı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Grafit gibi yüksek elektrik iletkenliği olan ve korozyona dayanıklı bipolar plakanın, yakıt hücresi performansını artırdığı tespit edilmiştir. Elektrotların elektrik iletkenliği ve hidrojenin elektrot yüzeyine tutunma kabiliyeti arttıkça, performansın olumlu yönde etkilendiği gözlemlenmiştir.