II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

Özet
YÜKSEK BASINÇ PEM ELEKTROLİZÖRLERİNDE
SIZDIRMAZLIK İÇİN HÜCRE DİZAYNI GELİŞTİRİLMESİ
M. Caner ACAR, , Mahmut D. MAT, Ö.Faruk SELAMET, Adem ÇİÇEK
Niğde Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
443
Fosil yakıt kaynaklarının giderek tükenmesi ve buna karşın nüfusun artmasıyla
birlikte artan enerji ihtiyacı yenilenebilir temiz rüzgar ve güneş enerjisine ilgiyi
arttırmıştır. Fakat bu enerji kaynaklarının sürekli olmaması (rüzgar enerjisinin
sadece rüzgarlı havalarda, güneş enerjisinin gündüz ve bulutsuz havalarda) aynı
zamanda araçlara ve mobil cihazlara uygulanamaması hidrojeni enerji taşıyıcı olarak
ön plana çıkarmıştır. PEM elektrolizörleri rüzgar ve güneşten elde edilen elektrik
enerjisi ile suyu parçalayıp hidrojen elde edilebilmekte ve hidrojen direk veya
depolanarak enerjiye ihtiyaç duyulan her yerde kullanılabilmektedir. Bu çalışmada
suyu elektrik enerjisi ile ayrıştırarak yüksek basınçta hidrojen elde edebilen bir
PEM elektrolizörü geliştirilmiş ve yüksek basınçta sızdırmazlık için birçok dizayn
geliştirilmiş ve geliştirilen dizaynlar test edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: PEM elektrolizörler, sızdırmazlık elemanı, yüksek basınç.
1. Giriş
Günümüzde fosil enerji kaynaklarının aşırı kulanım sonucu hızla tükenmesi ve
artan kirliliğin insan sağlığını tehdit edecek boyutlara ulaşması, araştırmacıları
alternatif yakıt arayışına itmiştir. Bu konuda hidrojen gazı özellikleri sayesinde ön
plana çıkmıştır. Hidrojen fosil ve biyo-yakıtlardan elde edilebildiği gibi suyun
elektroliz yöntemiyle parçalanması sonucuyla da üretilebilmektedir. Sudan elde
edilebilirliği sayesinde sonsuz bir enerji kaynağı olarak görülen hidrojen, günümüz
teknolojisinde oldukça önem kazanmıştır. Her geçen gün kullanım miktarı ve alanı
artarak devam etmektedir. Hidrojenin çevre dostu olması, elde edilebilme potansiyeli,
geleneksel yakıtlara göre yüksek verimi ve kullanım alanı çeşitliliği, yakın
gelecekte en gözde enerji kaynağı olmasını sağlamaktadır.
Hidrojen çeşitli yöntemlerle elde edilebilmektedir. Bu yöntemlerden bir tanesi de
suyun elektrolizidir. Su, elektrolizör hücresinde meydana gelen elektrokimyasal
reaksiyonlar sonucu hidrojen ve oksijene parçalanarak elde edilen hidrojen daha
sonra depolanmaktadır. Suyun hücre içerisinde parçalanarak hidrojen elde edilmesi
çeşitli sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu sorunlardan en önemlisi sızdırmazlık
problemidir. Gerek elektrolizörlerde gerekse yakıt pillerinde bu problemin