II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

3.1. PEM elektrolizörlerde Görüntüleme Çalışmaları
PEM elektrolizörlerde sıvı formdaki su hidrojen ve oksijen molekülleri olmak üzere
gaz faza dönüşmektedir. Sıvı fazdan gaz faz dönüşümü önemli bir hacim değişikliğini
beraberinde getirmektedir. PEM elektolizörlerde performans büyük oranda
katalitik yüzeylerin etkin bir şekilde kullanımı ve etkin akım dağıtım stratejisi ile
belirlenmektedir. Katalitik yüzeyde oluşan gaz fazın etkin bir şekilde yüzeyden
uzaklaştırılması ve taze suyun yüzeye ulaştırılması gerekmektedir. PEM
elektrolizörlerde performans artışı için iki faz davranışlarının ve faz dağılımının
detaylı olarak incelenmesi gerekmektedir.
PEM elektrolizör hücreleri nötron görüntüleme yöntemiyle incelenmiş ve su-gaz
fazlarının aktif alan boyunca dağılımı görüntülenmiştir. Gaz kabarcıklarının davranışları,
çekirdeklenmeleri, kabarcıkların büyümesi ve yerlerinden ayrılmasına dair
bilgiler edinilmiştir. Gaz kabarcıklarının bulundukları ızgara gözeneğine göre iki
farklı mekanizma ile çekirdeklendiği, büyüdüğü ve yerlerinden ayrıldıkları tespit
edilmiştir.
4. Sonuçlar
Katı oksit yakıt pilleri yüksek dönüşüm verimleri ve bir çok yakıtı başarı ile kullanabilmesi
nedeniyle son yıllarda en çok dikkat çeken yakıt pillerinden biridir. Ayrıca
diğer yakıt pilleri gibi çok saf hidrojene ihtiyaç duymaması ayrıca diğer yakıt
pillerinde zehirleyici etki yapan karbon monoksiti yakıt olarak kullanması katı oksit
yakıt pili için ülkemizde bir çok uygulama alanı açmaktadır. Örneğin fosil kaynağa
bağlı olmayan biyo yakıtlar katı oksit yakıt pillerinde başarı ile kullanılabilmektedir.
Ayrıca özellikle linyit kömürünün gazlaştırılması ile elde edilen sentez gaz katı
oksit yakıt pillerinde başarı ile kullanılabilmektedir. Bu durum yakın bir gelecekte
katı oksit yakıt pilini stratejik bir enerji dönüşüm cihazı haline getireceği öngörülmektedir.
Katı oksit yakıt pilinin diğer enerji dönüşüm cihazları ile rekabet edebilir
hale gelmesi için yukarıda özetlenen problemler konusunda daha kapsamlı araştırmalara
ihtiyaç duyulmaktadır.
PEM elektrolizörleri direk olarak güneş enerjisinden elektrik üreten PV’lerle entegre
edilerek ülkemiz gibi güneş enerjisi olarak zengin olan ülkemizde ucuz ve yenilenebilir
bir enerji döngüsü oluşturulabilir. Bu çalışma ile gerçekleştirilen PEM
elektrolizörü herhangi bir ekstra kompresöre gerek duymadan üretilen hidrojeni
direk olarak yüksek basınçta depolamaya imkan vermektedir. Bu aşamadan sonra
güneş enerjisi pem elektrolizörü ve pem yakıt pilinden oluşan yenilenebilir enerji
döngülerinin fizibilite analizleri yapılmalı ve ülkemizde prototip santraller kurulmalıdır.
79