Polimer elektrolit membran yakıt hücresi platin buharı püskürtme yöntemiyle üretimi ve en iyileştirilmesi

Abstract

Yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektrokimyasal cihazlardır. Yakıt hücresi tüllerinden birisi olan Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücreleri (PEMYH), yüksek güç yoğunluğu ve enerji dönüşüm verimi, az yer kaplaması, hafiflik ve düşük çalışma sıcaklığı nedeniyle özellikle taşıtlarda ve taşınabilir cihazlarda tercih edilmektedir. PEM yakıt hücrelerinde maliyeti etkileyen etmenlerden birisi de elektrotlarında katalizör olarak pahalı bir soy metal olan platinin kullanılmasıdır. Düşük katalizör içerikli Membran Elektrot Bileşkesi(MEB)'lerin üretilmesinde alternatif olarak sputter (buharlaştırmalı püskürtme) yöntemi de kullanılmaktadır. Sputter yöntemiyle üretilen elektrotların performansı ince film yöntemiyle üretilenlere göre biraz daha azdır ancak katalizör yüklemesinde belirgin bir düşüş sağlanmaktadır. Bu doktora tez çalışması kapsamında bir PEMYH deneme istasyonu kurulmuş, bir PEM yakıt hücresinin çalışma koşullarının en iyileştirilmesine yönelik olarak Taguchi deney tasarım yöntemi kullanılarak deneyler yürütülmüş, bir PEM yakıt hücresi MEB'i hem geleneksel hem de sputter yöntemi kullanılarak üretilmiş ve sputter yöntemiyle üretilen MEB'lerin Taguchi yöntemi kullanılarak optimize edilmesine yönelik araştırmalar yürütülmüştür.