Üç boyutlu modellerde yakıt hücresi performansını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Dünyamızın enerji ihtiyacı artan popülasyon ve yaşanan teknolojik gelişmelere bağlı olarak her geçen gün artmaktadır. Günümüzde enerji üretimi için başlıca kaynak olarak fosil yakıtlar kullanılmaktadır. Fosil yakıt kullanımı sonucu açığa karbondioksit ve karbon monoksit gibi gazların çevreye olan zararlı etkilerinin yanında kömür, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtların bir gün tükenmesi de olası görülmektedir. Bu çerçevede fosil yakıtlara alternatif olarak kullanılabilecek enerji kaynakları hakkında yapılan çalışmalar artarak devam etmektedir. Fosil yakıtlara alternatif olarak kullanılan enerji kaynaklarının en popüler olanlarından biri yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Rüzgâr ve güneşten elektrik enerjisi elde etmek bu konuda günümüzde en çok ismi duyulan sistemler olsa da bu sistemlerin enerji arzı miktarı ve sürekliliği açısından handikapları bulunmaktadır. Mevsim ve günlük hava şartlarına bağlı olarak üretim miktarı değişen bu sistemler enerji arz talep dengesi açısından problem oluşturmaktadır. Bir diğer yöntem olan nükleer enerji ise hem üretim hem de oluşan atığın imhası açısından yüksek derecede riskli bir alternatif olarak görülmektedir. Bu noktada alternatif olarak hidrojen ve oksijenden karbon emisyonu olmaksızın temiz, sürekli ve sürdürülebilir enerji kaynakları olarak yakıt hücreleri ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında yakıt hücrelerinin geliştirilmesine yönelik olarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlarda önceden yapılmış bir deneysel çalışmayı referans alarak önce modelimizden elde ettiğimiz sonuçlarla deneysel sonuçları yakalamaya çalıştık. Bunu başardıktan sonra farklı geometride bir yakıt hücresi ile performans karşılaştırması yapılmış sonraki aşamada ise sıcaklık, basınç gibi çalışma koşullarının etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak; enerji ihtiyacının gün geçtikçe arttığı dünyamızda fosil yakıtların alternatifi olabilecek teknolojilerden biri olan yakıt hücrelerinden elde edilen enerji basınç, sıcaklık, porozite ve kütlesel debide yapılan artışa paralel olarak artmıştır.