Sodyum borhidrür (NaBH4) destekli bir hidrojen/hava PEM yakıt hücresi ile elektrik üretiminin deneysel analizi

Abstract

Son yıllarda çevre olgusunun ön plana çıkmasıyla birlikte, kahverengi olarak tabir edilen fosil kaynaklı yakıtların kullanıldığı geleneksel yöntemler yerine, yenilenebilir enerji kaynakları ön plana çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları yatırımlarında büyük bir artış yaşansa da yenilenebilirlerin içinde yer alan bazı kaynaklar hala test ve emekleme aşamasındadır. Bunlardan biri de hidrojen (H2) enerjisidir. Hidrojen üretimi başta elektroliz olmak üzere faklı yöntemlerle sağlanabilir. Buna karşın elektroliz işlemine ihtiyaç olmaksızın yakıt hücresinde hidrojenin direkt kullanılabildiği özel bir bor bileşiği olan sodyum borhidrür (NaBH4) de kullanılabilmektedir. Bu çalışma, NaBH4 kullanarak H2 üretimi gerçekleştirilmesini ve elde edilen yakıtın içerisindeki enerjiyi elektrokimyasal tepkime ile direkt olarak elektrik enerjisine çeviren bir yakıt hücresinin performansının analiz edilmesini ele almaktadır. Yakıt hücresinde, gerilim değeri 5.6 V DC ve akım değeri 0.3 A olarak ölçümü ile başlanmış, ilk 4 dakika içerisinde hafif bir düşüş olmuş, 64’ncü dakikaya kadar değerler neredeyse sabit kalmış ve 64 ile 81’nci dakikalar arasında ise değerlerde hızlı bir düşüş gerçekleşmiştir. Güce ve ideal voltaja göre ortalama verim değerleri sırasıyla % 41.5 ve % 82.2 olarak bulunmuştur.

In recent years, with the emergence of the environment as the foreground, renewable energy sources have come to the foreground instead of the traditional methods in which fossil-based fuels are used, which are called brown. Although renewable energy investments have increased significantly, some of the renewable energy resources are still in the testing and crawling phase. One of them is hydrogen (H2) energy. Hydrogen production can be achieved by various methods, primarily electrolysis. On the other hand, sodium borohydride (NaBH4), a special boron compound in which hydrogen can be directly used in the fuel cell without the need for electrolysis, can be also used. This study examines the realization of H2 production using NaBH4 and the analysis of the performance of a fuel cell that converts to electricity energy directly by the electrochemical reaction of energy in the resulting fuel. In the fuel cell, started with the measurement of voltage value of 5.6 V DC and current value of 0.3 A, there was a slight decrease in the first 4 minutes, values were almost constant until the 64th minute and a rapid decline in the values were carried out between 64 and 81 minutes. Average efficiency values according to power and ideal voltage were found to be 41.5% and 82.2%, respectively.