II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

209
hidrojen iyonları katoda geçmekte burada oksijen gazı ile birleşerek suyu oluşturmaktadır.
Anotta açığa çıkan karbondioksit kabarcıkları, metanolün akış alanındaki
ya da gaz difüzyon tabakasındaki akış yolunu bloke edebilmekte, yeteri kadar
metanolün reaksiyonun gerçekleştiği katalizör tabakasına ulaşmasına engel olmaktadır.
Bu durum yakıt pilinin performansında büyük düşüşlere neden olmaktadır.
Doğrudan metanol yakıt pilinin anodunda metanol ile karbondioksitin, katodunda
ise su ve oksijenin iki fazlı akışı meydana gelmekte, deneysel ve nümerik çalışmalarla,
çözüm yolları aranmaktadır. Yang ve arkadaşları [8] tarafından, şeffaf doğrudan
metanollu yakıt pilindeki iki fazlı akış, hızlı görüntü alabilen kamera kullanılarak
incelenmiştir. İncelenen gaz çıkışlarından, gaz difüzyon tabakasının ve katalizör
tabakasının mükemmel homojen yüzeyler olarak üretilemediğinden karbondioksit
üretiminin aktif alan boyunca homojen olmadığı, bazı yüzeylerde sürekli karbondioksit
üretilirken bazı yüzeylerde hemen hiç karbondioksit üretilmediği sonucuna
ulaşılmıştır. Düşük akım yoğunluklarında iki fazlı akışın, kabarcıklı akışa (bubbly
flow) dönüştüğü, akım yoğunluğunun daha da düşürülmesi ile (5 mA/cm 2 den daha
az) herhangibir gaz kabarcığına rastlanmadığı rapor edilmiştir. Bu durum açığa
çıkan karbondioksit gazının tamamiyle metanol solüsyonu içerisinde çözünmesi ile
açıklanmıştır.
Şekil 1. Bir PEM elektrolizör hücresinin çalışma prensibi