Pem (proton geçirgen membran) yakıt hücrelerindeki voltaj kayıplarının simülasyonu

Abstract

Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmeye yarayan yakıt pilleri özellikle yirminci yüzyılın son kısmında gelişmiş alternatif enerji kaynağı sağlayan cihazlardır. Yakıt pilinde çeşitli yakıt kullanımının yanında yaygın olanlardan bir tanesi hidrojendir. Yakıt hücresi modellemesi yakıt hücrelerinin tasarımında yapacağı iyileştirmelerin yanı sıra daha ucuz, daha iyi ve daha verimli yakıt hücreleri elde edilmesini sağlar. Yakıt hücresinde meydana gelen üç temel voltaj kaybı; aktivasyon polarizasyonu, ohmik polarizasyon ve konsantrasyon polarizasyonu şeklinde sınıflandırılmaktadır. Bu çalışmada, hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı Proton Geçirimli Membran (PEM) yakıt hücrelerinde meydana gelen voltaj kayıplarının Matlab@Simulink programı kullanılarak simülasyonu gerçekleştirilmiştir. PEM tipi yakıt hücresinde bu kayıplar göz önüne alınarak polarizasyon ve güç eğrileri simüle edilmiştir.

Fuel cells, convert chemical energy into electrical energy, are the devices that provide alternative energy sources which were developed especially in the last part of the twentieth century. In addition to the use of various fuels in the fuel cell, hydrogen is one of the most commonly used. Fuel cell modeling provides fuel cell design improvements as well as cheaper, better and more efficient fuel cells. In this study, voltage losses occurring in proton exchange membrane (PEM) fuel cells where hydrogen is used as fuel are simulated. Matlab @ Simulink program was used during simulation. The three main voltage losses occurring in the fuel cell are classified as activation polarization, ohmic polarization, and concentration polarization. In this study, voltage losses occurring in PEM fuel cells, where hydrogen is used as fuel, were simulated using the Matlab @ Simulink program. The polarization and power curves are simulated by considering these losses in PEM type fuel cell.