Yakıt Pili Çeşitleri

Elektrolit kullanım tiplerine göre yakıt pilleri birkaç çeşit'e ayrılabilir.

1. Alkali Yakıt Pili (AFC)

Bu yakıt pilinde elektrolit olarak KOH kullanılır. Alkali elektrolitlerde oksijen indirgeme kinetiği asit elektrolitlerden daha hızlıdır ve soy metal olmayan elektro katalizörlerin kullanılabilmesi AFC'yi ekonomik yapmaktadır. Ancak elektrolitin CO2 gibi asidik safsızlıkların ortamda bulunmasına izin vermemesi emisyon oranından dolayı sorun yaratır.

Alkali sistemler oda sıcaklığında çok iyi çalışır ve diğer tüm yakıt sistemleri arasında en yüksek voltaj verimine sahiptirler. Ayrıca birçok malzeme ile iyi uyum sağlayabildiğinden AFC'ler uzun işletim ömrüne sahiptir.

AFC'ler güvenilir sistemlerdir ve küçük hacimde nispeten yüksek güçler elde edebilmektedirler. Güç yoğunlukları 100-200 mW/cm² arasında değişmektedir. Maliyetler ise ulaştırma sektörü için 50/100 $/kW değerlerine ulaştırılmaya çalışılmaktadır.



Alkali Yakıt Pilinin Şematik Gösterimi

2. Fosforik Asit Yakıt Pili(PAFC)

Elektrolitik olarak fosforik asitin kullanıldığı bu yakıt pilinde bağıl olarak temiz yakıtlar (doğalgaz, LPG gibi) veya gazlaştırıcıdan alınan temizlenmiş kömür gazı kullanılır. Pazara en yakın iki uygulama üzerinde durulmaktadır. Bunlar güç santralleri ve kojenarasyon üniteleridir. PAFC'inde soy metal elektro katalizör kullanmak gerekmektedir. Bu dezavantajına rağmen fosforik asit bir elektrolit olarak mükemmel ısıl, kimyasal ve elektrokimyasal kararlılık gibi avantajlar sağlamaktadır. Ayrıca PAFC'ler atık ısıdan yararlanabilme açısından çok avantajlıdır.

PAFC sistemleri yeryüzündeki uygulamalarda en çok gelişme gösteren sistemlerdir. Çoğunlukla apartmanlar, alışveriş merkezleri gibi yerlerde elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadırlar. PAFC'ler 250 W'dan 200 kW'a kadar, 24 V'luk elektrik jenaratörü şeklinde ticari olarak piyasaya sunulma aşamasındadır. Yakıt olarak doğalgaz kullanan 200 kW'lık bir PAFC sisteminde yatırım maliyeti 287 $/kW'dır.

PAFC'ler sabit bir çıkış seviyesinde en iyi verimde çalışabilmektedirler. Hibrit bir sistem ile ivmelenmenin gerektirdiği yüksek güç gereksiniminin başka araçlarla karşılanması durumunda daha iyi performans göstermektedir. PAFC'lerin en güzel uygulamaları ağır yük taşıtları yada lokomotiflerde olacaktır.



Fosforik Asit Yakıt Pili Şematik Gösterimi

3. Katı Oksitli Yakıt Pilleri (SOFC)

SOFC'ler katı haldeki yakıt pilleridir. Hücre malzemelerinin çoğu özel seramik ve nikelden oluşmaktadır. Çalışma sıcaklığı 1000 ºC civarındadır. Yakıt olarak CO ile birleşmiş halde hidrojen kullanılmaktadır ve reaksiyon ürünü olarak ta su buharı ve CO2 çıkmaktadır.

SOFC'ler kojenerasyon ünitesi olarak hem elektrik hem de ısının kullanılabileceği yerlerdir. 1000 ºC dahi elde edilecek buhar ile bir buhar türbini çevrimini kombine olarak birleştirebilir. Böylece toplam sistem verimi %50-55 mertebesine ulaşabilmektedir. Şu anda hesaplanan yatırım maliyetleri 1500 $/kW mertebesindedir.







Katı Oksitli Yakıt Pili Şematik Gösterimi





4. Proton Değişim Membranlı Yakıt Pili (PEMFC)

PEMFC'ler 1960'ların başında General Electric tarafından icat edilmiştir. Katı polimer elektrolitli yakıt hücresi olarak ta adlandırılır. Bu tip yakıt hücrelerinde proton(hidrojen iyonu) geçirebilen membranlar kullanılmaktadır.

PEM yakıt pili, platin ile kaplanmış iki elektrotun arasına preslenmiş perflorlu sülfönik asit polimerler gibi proton ileten bir katı elektrolitten oluşur. Buradaki elektrolit anot ile katot arasında bir gaz sütunu oluşturarak anottan katoda doğru hidrojen iyonlarının taşınmasını sağlar. Polimer elektrolite gaz elektrotlarda bulunan gaz difüzyon kanalcıklarından oluşur. Aynı zamanda bu kanallar elektrik akımını toplama görevini de üstlenir. PEM'lerin çalışma sıcaklığı 80-90 ºC gibi çok düşük sıcaklıklarda ve çalışma basınçları da 1-8 atm basınç arasındadır. Bu tip yakıt hücreleri belli bir nem oranında hidrojen ve oksijen ile çalışabilmektedir.

PEM'ler 350 mW/cm² gibi yüksek bir güç yoğunluğuna sahiptir ve şu anda ticari olarak 100-500 W güç aralığında elde edilebilir durumdadırlar. Yatırım maliyetleri de 5000-13000 $ arasında değişmektedir. Membran ve katalizör maliyetlerindeki düşüş ile ve seri üretime geçilmesi durumunda bu maliyetler 10-20 kat aşağıya inebilecektir.

Yüksek güç yoğunluğu, hızlı ve çabuk marş yapabilme ve değişken güç çıkışına uygun olması PEM'lerin ulaşım alanında kullanılabilmesini uygun kılmaktadır.



PEM Yakıt Hücresinin Çalışma Şekli



Bir PEM Yığını(Stack)



Bir Membran Yığın İçine Yerleştirilirken



Proton Değişim Membranlı yakıt pili şematik gösterimi

PEM) Yakıt hücresi çalışma mekanizması suyun elektrolizinin tam tersidir. Yakıt

hücresi için reaksiyon formülü aşağıdaki gibidir.


Bu reaksiyon sonucunda elektrik, su ve bir miktar ısı açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı

miktarı evsel veya herhangi bir uygulama için kullanılarak yakıt hücresinden elde edilen

toplam verim arttırılabilir.

5. Eriyik Karbonatlı Yakıt Pili(MCFC)

MCFC'ler 600-650 ºC sıcaklıkta çalışır ve son dönemlerde geliştirilen ikinci jenerasyon yakıt pillerindendir. Anotta CO2'ce zengin gaz ürün ve H2O üretimi sağlanır, CO2 katota giren hava ile karıştırılmak üzere gönderilir.

MCFC işletim sıcaklığı yüksek olması nedeniyle değerli atık ısı, proses ısısı ve kojenarasyon amaçlı olarak kullanılabilir. En önemli avantajları hücre içindeki kendi atık ısısı desülfürizasyondan geçmiş metanın anot odasında hidrojene dönüştürülmesi için doğrudan kullanılabilmektedir. MCFC'ler için hedeflenen yatırım maliyeti 1000 $/kW seviyesindedir.



Eriyik Karbonatlı Yakıt Pili Şematik Gösterimi



Yakıt Hücrelerinin Karşılaştırılması

Yakıt hücreleri ürettikleri ısı, kullandıkları elektrolit, ürettikleri güç gibi verilerle karşılaştırılabilirler. Aşağıdaki tabloda yukarıda anlatılan 5 adet yakıt pilinin özellikleri karşılaştırılmıştır.





Aşağıdaki grafikte PEM ile SOFC yakıt pillerinin, buhar türbini, seramik gaz türbini ve dizel yakıt ile elektrik üretimi koşullarında karşılaştırılması yapılmıştır.





Gelecekteki Elektrik Santrallerinin Verim Oranları



Aşağıdaki tabloda ise 3 farlı yakıt tipine sahip otomobillerin verim oranları karşılaştırmalı olarak verilmiştir.



Otto, Diesel ve Yakıt Hücreli Araçların Verim Karşılaştırması

Kategoriler:

Yapılan Yorumlar

Henüz kimse yorum yapmamış.

Bu sayfada yer alan bilgilerle ilgili sorularınızı sorabilir, eleştiri ve önerilerde bulunabilirsiniz. Yeni bilgiler ekleyerek sayfanın gelişmesine katkıda bulunabilirsiniz.

Yorum Yapın

Adınız:
E-Mail:
Mesajınız:
Doğrulama: Güvenlik Kodu
 
Hosts Dosyası Nedir?     Ekinoks Nedir?     Vista Transformation Pack 5.5     İntel'in Core 2 Duo E6400'ü %56'lık oc ile fiyat-performans kralı     Samsung'un 32 GB Flash Sürücüsü Görücüye Çıktı     Avedesk 1.3 Bölüm 1     M-Audio, Avid/Digidesign tarafından satın alındı - İki dev birleşti     Cubase 4 - Devrimci bir kilometre taşı Müzik prodüksiyon yazılımı.     M-Audio MobilePre USB - USB Beslemeli, Pre-amplifikatörlü USB Ses Kartı     StrokeIt 9.5     Avedesk Bölüm2     VW Touran CCS (BiZEL Motorlu Tek Araç)     Windows Vista Güncelleştirme Paketi     Arama Motorları Nasıl Çalışır?     Murat Günak kimdir?     NanoTeknoloji Nedir?     AMD: Fusion ile CPU ve GPU'yu Birleştiriyor.     Barkod Nedir?     VW Tiguan ( Küçük Touareg )     Java Destekli Telefonlar için 3D Performans ve Kalite Testleri     Cubase 4 - Kontrol Odası (Control Room)     MouseIMP Pro     SSL Nedir? Nasıl Çalışır?     Avedesk Bölüm 3 - Ave Scripter Eklentileri     Ürün İncelemesi: Toshiba USB 2.0 1GB Flash Bellek     Ürün incelemesi: Saitek P3000 Wireless PRO Gamepad     Windows Vista Sidebar     Beklenen oyun: Trackmania UNITED çıktı!     H-racer ve Hydrogen Station     AMD FireSTREAM Kartlara Logosunu Verdi     VISTA TRANSFORMATION PACK 6.0     Ürün İncelemesi: APC Back-UPS RS 1000VA Kesintisiz Güç kaynağı(KGK)     Ekran Kartları Nasıl Çalışır?     Apple iPhone     Nintendo Wii Haber Kanalı Artık Yayında     Hidrojen Kullanan Otomobil Sayısı Her Geçen Gün Artıyor!     Saab Bio Power     Samsung'tan Dünyanın En İnce Cep Telefonu     Yüzyılın icadı: Erke Dönergeci     Super Mario artık Nintendo Wii ‘de     10.000 Pardus     Vista'nın da çıkmasıyla beraber 4 çekirdekli işlemciler artık standart hale geliyor     TecrubeliPilotAraniyor.COM     Avedesk Eklentilerin Ayarlanması     Dünyanın İlk Boxer Turbo Dizel Motoru     Ford Mustang Giugiaro Konsept     Yüzyılın yarış oyunu: Test Drive Unlimited!     Kuantum Bilgisayarlar Geliyor     ATI Catalyst 7.2 Sürücüleri Çıktı!     Microsoft Virtual PC 2007     Dizüstü Canavarı: Monster T2-Rex T72M575U1     Vista üzerinde IIS 7.0 Kurulumu     MSN alternatifi, kullanıcıların yeni gözdesi: Trillian     Yahoo Messenger Vista !     Kuantum Bilgisayarlar     Video oyunları çocukları zayıflatıyor     Toshiba'dan 51 GB HD DVD     Casper, dört çekirdekli Intel CoreTM 2 Quad Q6600 işlemciye sahip yeni modelini pazara sundu.     HP iPAQ Voice Messenger 510 ; Ses tanıma, Wi-Fi, Windows Mobile 6.0 hepsi bir arada     F1'e geri sayım…     Corel WordPerfect Lightning' in halka açık beta sürümünü yayımlıyor!     Intel 11X Fabrikasını Yenliyor     Far Cry'ın devam oyunu, muhteşem grafikleriyle: Crysis     Değişen İklim Değil,Enerji Olsun!..     Küresel Isınmanın Nedenleri? Sebepleri?     IBM Dünya'nın En Güçlü Bilgisayarını Geliştriyor     Vista Aero Reloaded     Yod'm 3D     Oyunlar yeni bir boyut kazandı: TrackIR!     Elbit Systems VIPeR "avcı-katil" robotu çıkarıyor     Hard Disk Pazarının Kralı: Seagate     Hava Kirliliğini Arttıran Sıcaklık İnversiyonu- Bölüm1     Adobe'den Ücretsiz PDF Oluşturma Hizmeti     Hava Kirliliğini Arttıran Sıcaklık İnversiyonu- Bölüm2     Türk insanına has Google Logoları…     Yahoo'dan Sınırsız Email Kapasitesi     AeroClear Glass for Vista Theme     NuSphere PhpED IDE     Ati HD2900XT, Nvidia 8800GTX'a Karşı: Crysis Demo ve 3DMark06 Testleri     Vista'da Farklı Temalar Kullanmak     Google Spreadsheets     Mucitlerimiz Gün Işığına Çıkıyor     Nükleer Santraller: Nasıl Çalışır? Problemleri Nelerdir?     İTÜRO     768MB 8800GTX, 512MB ATI HD 2900XT, 640MB 8800GTS Oyun ve 3DMark06 Testleri     İTÜ Robot Olimiyatları     Free Loader güneş pili     Hovercraft: Sınır Tanımayan Araç     Vestel, Tamamen Türk Yapımı Yakıt Pili Üretti     Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?     Boğaziçi Üniv. Robot Günleri     Adobe CS3 ile Mac'te, Daha Fazla Şey Yapın     Kuzey Işıkları'nın Dansı     Motorlarda Piston Tipleri ve Kullanılan Malzemeler     Motorlarda Yanma Odaları ve Özellikleri     Güneş Enerjisi Nedir?     Geleceğin Yakıtı, Hidrojen Nedir?     Crysis'in sahne tasarımlarına bir göz atalım     Hidrojen Yakıt Pilleri Nasıl Çalışır?     Colin McRae: DIRT    
Coğrafya
Coğrafya Sitesi
Tarih Sitesi
Türkçe Sitesi
Bilgi Sitesi
Bilgiler