II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

274
4.2. Sayısal Sonuçlar
KOYP çalışmasının detayların anlaşılması adına akış, akım, madde ve sıcaklık
dağılımlarını belirlemek için geliştirilen matematiksel model sayısal olarak çözülmüştür.
Hava ve hidrojen debileri sırası ile 1000 mL/dk ve 500 mL/dk iken 0,6V
çalışma voltajındaki pil içi sıcaklık dağılımı Şekil 12 (a)’da verilmiştir. Sayısal
hesaplama yalnızca ters akış için yapılmıştır. Deneysel sonuçlara benzer olarak
elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda pil içi sıcaklık giriş bölgesinden çıkış
bölgesine doğru gidildikçe artmaktadır. Ayrıca interkonnektör temas yüzeylerindeki
sıcaklıklar daha yüksektir. Bu sonuç elektrokimyasal reaksiyonların dolayısı ile
KOYP performansının iyileştirilmesi adına akım toplamanın önemini ortaya koymuştur.
Hidrojen konsantrasyonun anot gaz kanalı içerisindeki değişimi Şekil 12 (b)’de
gösterilmiştir. Kanalın orta kısımlarında yüksek olan hidrojen konsantrasyonunun
akım toplayıcı yakınında daha düşük olduğu görülmektedir. Bu durum yine akım
toplayıcı yakınında artan elektrokimyasal aktiviteye bağlanmıştır. Su buharı dağılımlarında
da benzer durum görülmektedir.
(a) (b) (c)
Şekil 12. (a) Anode gaz kanalındaki sıcaklık dağılımı (V=0.6V), (b) Anot gaz kanalı boyunca hidrojen
tüketimi (V=0.6V), (c) Anot gaz kanalındaki su konsantrasyonu (V=0.6V)
4.3. Deneysel ve Sayısal Sonuçların Karşılaştırılması
800°C çalışma sıcaklığındaki sayısal ve deneysel I-V eğrisi karşılaştırılması Şekil
13’de verilmiştir. Geliştirilen matematiksel modelin deneysel sonuçlarla genel
olarak uyum içerisinde olduğu görülmektedir. Fakat simülasyon sonuçları deneysel
sonuçlara göre daha yüksek çıkmıştır. Bu durum deneysel çalışmada akım toplamadaki
sorunlara bağlanmıştır.