Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
Rapor - Makale > Diğer Konular > Katı oksit yakıt pilleri:

6. YAKIT PİLİNİN AVANTAJLARI:

Yakıt pillerinin diğer enerji sistemlerine göre avantajları sırasıyla aşağıda sıralanmıştır:

Yakıt pili termal enerji sistemlerine göre daha yüksek verimle çalışır. Termal sistemlerden elektrik üretiminde sistemin verimi "Carnot Çevrimi Kriterleri"'nden etkilenirken, yakıt pili sistemlerinde bu etkileşim yoktur. Termal sistemlerde elektrik üretimindeki verim %35-40'ı geçemezken, yakıt pili sistemlerinde %70'e yakın verimle çalışılmaktadır.

Yakıt pilinde meydana gelen emisyon miktarı, diğer yakıtlara göre ihmal edilecek kadar azdır. Yan ürün olarak bir tek su oluşmaktadır. Yakıt pillerinde CO, NOx, yanmamış hidrokarbonlar, ve kirletici diğer maddeler oluşmazken, oksitleyici olarak hava kullanıldığında ihmal edilecek kadar az miktarda azot oksitler, hidrokarbonlar kullanıldığında ise çok düşük miktarda CO2 oluşur. Günümüzde çevre kirliliği ve insan sağlığı için birçok yasal kısıtlamaların uygulandığı bu zamanda, diğer teknolojilerde maliyeti çok fazla arttırmaktayken, bu sistemin çevre dostu olması çok değerli bir alternatif yakıt olmasına neden olmaktadır.

Hareketli aksamın bulunmadığı yakıt pillerinde sistem, gürültü kirliliği oluşturmamaktadır.

Yakıt pillerinde kullanılabilecek yakıt sayısı çok fazla olduğundan, fosil ve alternatif yakıtların kullanımının kolaylığı nedeniyle çok farklı alanlarda kullanılabilmektedir. o Yakıt pilleri istenilen büyüklükte ve kapasitede üretilebilir. Basit bir yapıya sahiptirler. Büyüklüklerine göre 10 W'tan 4.5 kW'a kadar olan bir güç yelpazesine sahiptirler. Boyutları bir el çantasında taşınabilecek kadar küçük veya buzdolabı kadar büyük olabilmektedir.

Modülerdirler. Gerekli görülen her yerde kullanılabilir ve yerleştirilebilirler.

Yakıt pili sistemlerinde yan ürün olarak oluşan atık ısı geri kazanılabilir.

Yakıt pilleri dayanıklı ve güvenli sistemlerdir.

7. SONUÇ:

Yakıt pilleri gelecekte güç üretimine büyük katkıda bulunacaklardır. Birçok uygulamada esnekliği ve opsiyonelliği artırmaktadır. En önemli özellikleri ise diğer enerji dönüştürücü sistemlere göre daha verimli oluşlarıdır. Düşük ve yüksek sıcaklık yakıt pillerinin her ikisi de uygulamanın özelliklerine bağlı olarak farklı avantaj ve dezavantajlara sahiptirler. Bazen her ikisi de benzer işlerde kullanılabilirler. Güç ihtiyacının artması durumunda pil sayısının artırılması yoluyla problemin çözümü modüler oluşlarının sağladığı oldukça yüksek esnekliğin bir sonucudur.
Tablo 4.1 'de beş yakıt pili teknolojisinin karşılaştırılması verilmiştir. Burada karşılaştırılması yapılan yakıt pilleri sırasıyla (yukarıdan aşağıya doğru) PEMYP,AYP,FAYP,EKYP ve SOFC 'dır.

UYGULAMALARI
AVANTAJLARI
DEZAVANTAJLARI
Elektrik
Taşınabilir güç
Ulaşım
* Katı elektrolit aşınma ve kontrol sorunlarını azaltır
* Düşük sıcaklık
* Çabuk çalışma
* Düşük sıcaklık pahalı katalizörlere ihtiyaç duyar
* Yakıt içindeki pisliklere karşı aşırı duyarlılık
Ordu
Uzay
* Alkali elektrolit kullanımında katot tepkimesi daha hızlı gerçekleşir,yüksek performans

* Yakıt ve havadaki karbon dioksitin ortadan kaldırılması maliyeti arttırır.

Elektrik
Ulaşım
* Bileşik elektrik-ısı üretiminde %85 'e varan verim
* Yakıt olarak saf olmayan hidrojen kullanılabilme
* Pt katalizörler
* Düşük akım ve güç
* Büyük boyut / kütle
Elektrik
---------
Elektrik
* Yüksek sıcaklık avantajları
---------
* Katı elektrolit avantajları (aşınma ve kontrol sorunları azalır)
*Yüksek sıcaklık, pil bileşenlerinin aşınmasına ve kırılımına neden olur.
---------
* Yüksek sıcaklık, pil bileşenlerinin kırılımına neden olur
Tablo 4.1 Beş yakıt pili teknolojisinin karşılaştırılması

Yirmi yıl önce,özellikle üniversiteler,araştırma enstitüleri ve çok az sayıdaki şirket yakıt pillerinin temelleri ve özellikleri üzerinde araştırma yapmaktaydı. Bugün ise sayısız araştırma grubu yakıt pilleri üzerinde çalışmaktadır.
Yakıt pili sistemleri,sabit güç istasyonları ve küçük güç gereksinimlerinin olduğu uygulamalar (trafik ışıkları vb.) gibi birçok alanda ticarileşmesi,araştırma - geliştirme dinamiklerinde hatırı sayılır bir hızlanmaya neden olacaktır.
Her türlü uygulama için kullanılabilecek ideal bir yakıt pili sistemi yoktur. Amaca en uygun yakıt pili sistemi,uygulamanın gereksinimlerine bağlı olarak değişmektedir.

Özel amaçlı kullanımda yalnızca yakıt pili değil,tüm sistem incelenerek karar verilmelidir. Belirli bir yakıt pili tipi belirli bir uygulama için mükemmel olabilir,ancak hidrojenin depolanması ve/veya dönüştürücü sistem de hesaba katıldığında böyle olmayabileceği görülür. Buna göre,dahili dönüştürücü konfigürasyonu içermekte olan ve hidrokarbon yakıt kullanan yüksek sıcaklık yakıt pilleri düşük sıcaklık pillerine nispeten daha basit sistem dizaynı gerektirirler. Taşınabilir aygıtlarda düşük sıcaklık sistemleri olan PEMYP ve DMYP sistemleri tek seçenektir.

Yakıt pili sistemlerinde elde edilen toplam verim klasik sistemlerden daha fazladır ve yakıt pillerinin klasik sistemlere ilave olarak pazara girdikleri görülmektedir. Birkaç yıl içerisinde,teknolojideki ilerlemelere ve üretim hacmindeki artışa bağlı olarak fiyatları düştüğü zaman klasik sistemlerle yarış edebilecek duruma geleceklerdir.
Piyasada uzun zamandan beri bazı ticari yakıt pili sistemleri bulunmaktadır. ONSI tarafından pazarlanan FAYP,200 kW sınıfında alınabilecek tek yakıt pili sistemidir. H-Power Corp.,Ballard ve Plug Power gibi şirketler de kendi ürünlerinin reklamlarını yapmaktadırlar. Diğer uygulamalar için de yakıt pili sistemlerinin pazara tanıtılması çok yakındır.

Bunların yanı sıra yakıt pillerinin de çözülmesi gereken bazı sorunları vardır. Bunların başında pahalı oluşları,henüz çok yaygın olarak kullanılmamaları,gerekli alt yapının tam olarak oluşturulamaması ve depolama,taşıma vb. problemler verilebilir. Bu sorunlar da çözüldüğünde yakıt pilleri hayatımızdaki yerlerini alacaklardır.

8. KAYNAKLAR:

1- ARITA, M. Powertrain and Environment Research Laboratory, Nissan Motor Co. Ltd. 1,Natsushima - cho,Yokosuka 237,8523,Japan,s. 10 - 14
2- KORDESCH, K., SIMADER, G. 1996. Fuel Cells and Their Applications,Federal Republic of Germany,361 s.
3- YEŞİL, M. 2002. Yakıt Hücreleri ve Yakıt Hücrelerinin Otomotiv Uygulamaları,Bitirme Ödevi,Bursa, 36 s.
4- ANDERSON, B., " Fuel Cells for Marine Applications", Hydrogen Today, p. 11-15, Vol 13, No. 1, 2002.
5- ÇETİNKAYA, M., Karaosmanoğlu, F., "Yakıt Pillerinde Hidrojen Kullanımı", 1. Ulusal Hidrojen Kongresi, 16 Temmuz 2002, Ankara.
6- ÇETİNKAYA, M., "The Use of Cyclic Voltammetry In Oxygen Reduction Reaction on Polycrystalline Pt Electrodes", İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü Lisans Tezi, İstanbul, Haziran 2001.
7- ÇETİNKAYA, M., Karaosmanoğlu, F., "Yakıt Pillerinde Hidrojen Kullanımı- 1", 3e Electrotech, Bileşim Yayıncılık A.Ş., 100, s. 90-94, İstanbul, Eylül, 2002.
8- ÇETİNKAYA, M., Karaosmanoğlu, F., "Yakıt Pillerinde Hidrojen Kullanımı- 2", 3e Electrotech, Bileşim Yayıncılık A.Ş., 101, s. 79-82, İstanbul, Ekim, 2002.
9- KADIRGAN, F., "Hidrojenli Yakıt Hücreleri Teknolojilerinde Son Gelişmeler", 3e Electrotech, s. 64-68, Bileşim Yayıncılık A.Ş., İstanbul, Ocak, 2003.
10- KIRK-OTHMER, "Encyclopedia of Chemical Technology", 2nd Edition, John-Wiley & Sons Inc, USA, 1971.
11- LINDEN D., "Handbook of Batteries and Fuel Cells", McGraw Hill Publishing Company, 1984.
12- www.alliedsignal.com
13- www.cafcp.org
14- www.daimlerchrysler.com
15- www.drivingthefuture.org
16- www.fuelcells.com
17- www.howstuffworks.com/engine4.html
18- www.internationalfuelcells.com
19- www.nfcrc.uci.edu
20- www.usfcc.com
21- www.utc.com

         
     
TurkCADCAM.net > Türkiye'nin yeni ürün tasarım, geliştirme, CAD/CAM/CAE, CNC, kalıp ve imalat teknolojileri portalı
***** Sektörün profesyonel bilgi ve işbirliği platformu *****
© 2002-2017  Sinerji Yayıncılık, Tanıtım ve Danışmanlık Hizmetleri
Bu portaldaki içerik, ancak kaynak belirtilmesi ve izin alınması şartıyla yayınlanabilir.