Ar-Ge İnisiyatifi · Aktif

Termodinamik
Optimizasyon ve
Verim Analizi
Tabanlı Su Elektrolizi

Fosil yakıtların ötesinde bir gelecek için, elektroliz süreçlerini şeffaf ve sürekli mükemmelleştirilebilir bir mühendislik harikasına dönüştürüyoruz.

Teknik Metodolojimizi İnceleyin
ANOT TABAKASI Sensör & Veri Akışı Tabanlı Optimizasyon
MEMBRAN TABAKASI Termodinamik Modelleme ve Logic
KATOT TABAKASI Algoritmik Verim Analizi Tabanı
SU
H₂O
HİDROJEN
H₂
OKSİJEN
O₂
theta_sim = selva_pde(Fick, Poisemn);
if obl(theta_sim - sens_raw) < tol;
  update_model(param_set);
cell_temp = redu_sens(0k61);
if(cell_temp > {optimat});
  perform_opt();
NOĞR. STU. AJI VE AKIM YOĞUNLUĞU
CELL VOLTAGE
VERİM H₂ OPTİMİZ MODEL
ESKİ MODEL
DATABASE
ALGORİTHMİK ENGINE
OPTİMİZASYON LİDERİ Hibrid Sistem Tabanı
Temel Prensip

Suyun Enerjiye Dönüşümü

Elektroliz; H₂O molekülünü elektrik enerjisiyle hidrojen (H₂) ve oksijen (O₂) gazlarına ayırma işlemidir. Fosil yakıtların aksine karbon emisyonu sıfır, potansiyel ise sınırsızdır.

Su Elektrolizi Diyagramı
2H₂O → 2H₂ + O₂
01

Enerji Girişi

Sisteme saf su beslenir. Anot (+) ve katot (−) elektrotlarına dışarıdan elektrik akımı uygulanır; moleküler bağlar kırılmaya hazır hale gelir.

02

Kimyasal Ayrışma

Elektrik akımı su moleküllerinin bağlarını kırar. Katot tabakasında elektronlar H₂O ile buluşarak yüksek enerjili Hidrojen (H₂) gazını serbest bırakır.

03

Oksijen Salınımı

Eş zamanlı olarak anot tabakasında tek yan ürün olarak Oksijen (O₂) gazı serbest kalır. Atmosfere doğrudan ve temiz olarak salınır.

04

Verim H₂ Farkı

Klasik elektroliz burada biter. Verim H₂ için asıl mühendislik problemi bu ayrışmayı minimum enerji ile maksimum çıktı sağlayarak gerçekleştirmektir.

Algoritmik Motor

Yazılım Mimarisi:
Veriyi Verime Dönüştüren Sistem

Klasik sistemlerde elektroliz kendi haline bırakılan statik bir süreçtir. Verim H₂'de ise bu süreç; sensörlerden toplanan ham veriyi milisaniyeler içinde işleyen, termodinamik modellerle karşılaştıran ve enerji girdilerini anlık optimize eden dinamik bir yazılım zinciriyle yönetilir.

Aşağıda bu zincirin her halkası adım adım açıklanmaktadır.

Kontrol Paneli ve Veri Görselleştirme
Gerçek Zamanlı Dashboard — Canlı Veri İzleme ve Kontrol Arayüzü
01

Gerçek Zamanlı Veri Akışı

Her şey dinlemekle başlar. Anot, katot ve membran tabakalarına yerleştirilmiş sensörler; akım yoğunluğunu, hücre voltajını ve anlık sıcaklık değişimlerini milisaniye hassasiyetinde okur.

Bu ham veri, kesintisiz bir akışla yazılım katmanına iletilir. Hiçbir ölçüm kaybolmaz, hiçbir anlık sapma göz ardı edilmez.

02

Modelleme ve Karşılaştırma

Sensörlerden gelen ham veriler, yüksek performanslı Python ve C++ tabanlı algoritmalar tarafından anında işlenir. Yazılım, saha verisini ideal termodinamik modellerle anlık karşılaştırır ve iki değer arasındaki farkı enerji kaybı olarak görünür kılar.

Temel soru her döngüde yeniden sorulur: "Şu an hangi verimde çalışıyorum — ve teorik optimuma ne kadar uzağım?"

03

Dinamik Müdahale ve Sweet Spot Takibi

Algoritmik motor, sadece veri izleyen pasif bir ekran değildir — sürece aktif olarak müdahale eden bir kontrolcüdür.

Voltajda ufak bir dalgalanma ya da sıcaklıkta verimi düşürecek bir sapma tespit edildiğinde, yazılım milisaniyeler içinde reaksiyon göstererek enerji girdilerini optimize eder. Bu sürekli "sweet spot" takibi sayesinde, harcanan her Watt'tan maksimum hidrojen gazı elde edilmesi güvence altına alınır.

03+

Algoritmik Sinyal Sönümleme

Endüstriyel elektroliz ortamlarında elektriksel parazitler ve anlık yük değişimleri, sensör verilerinde milisaniyelik hatalı sıçramalara — noise spike'lara — neden olabilir. Sistemin gerçek bir arıza ile rastlantısal gürültüyü ayırt edememesi, gereksiz duruşlara ve ekipman stresine doğrudan yol açar.

Geliştirdiğimiz Algoritmik Sinyal Sönümleme (Debouncing) mekanizması, süreklilik arz etmeyen veri sapmalarını otomatik olarak filtreler. Sonuç: daha az gereksiz duruş, daha uzun ekipman ömrü, kesintisiz üretim.

04

Veritabanı ve Sürekli İyileştirme

Her üretim döngüsünün verisi ve alınan optimizasyon kararları güvenli bir veritabanı altyapısında kayıt altına alınır. Sistem, geçmiş performansını referans alarak gelecekteki döngüleri daha stabil ve maliyet-etkin biçimde yönetir.

Zaman içinde birikim arttıkça modeller keskinleşir. Sistem kendi kendini kalibre eden bir mühendislik hafızasına dönüşür.

05

Gerçek Zamanlı Dashboard

Elektroliz hücresinden gelen voltaj, akım ve sıcaklık gibi kritik parametreler, Python tabanlı görselleştirme kütüphaneleriyle entegre bir dashboard üzerinden anlık izlenir. Saniyede birden fazla kez güncellenen veri akışı, operatörlerin sistemin sağlık durumunu ve üretim verimliliğini canlı olarak takip etmesini sağlar.

Herhangi bir parametrenin ideal aralıktan çıkması durumunda sistem, operatöre anlık görsel ve metinsel uyarılar sunarak hızlı müdahale olanağı tanır.

Metrikler & Analiz

Verim Analizi:
Teorik Mükemmellik ve Gerçek Dünya

Başarı, sadece hidrojen üretmekle değil; bu üretimin hangi maliyetle, ne kadar enerji harcanarak ve ne kadar sürede gerçekleştiğiyle ölçülür. Bir karta tıklayarak detay görün.

Hücre Voltajı
Faraday Verimi
Enerji Tüketimi
Membran Sıcaklığı
~92%

Voltaj Verimliliği

Elektrotlar ve membran üzerindeki dirençlerden kaynaklanan enerji kayıplarının (overpotential) analizi ve minimizasyonu.

→ Aşırı gerilim analizi ile gereksiz güç tüketimi engellenir.
→ Anot/katot direnç haritası çıkarılır.
→ Hedef: < 1.85 V hücre voltajı operasyonu.
⚛️ >97%

Faraday Verimliliği

Sisteme verilen elektrik akımının yüzde kaçının gerçekten hidrojen üretimine dönüştüğünün hassas hesaplanması.

→ Elektron kaçakları ve yan reaksiyonlar tespit edilir.
→ Akım yoğunluğu dengesi optimize edilir.
→ Hedef: >97% Faraday verimi devamlılığı.
📊 <50 kWh/kg

Spesifik Enerji Tüketimi

Üretilen her 1 kg H₂ başına harcanan elektrik enerjisinin endüstri standartlarının altında tutulması hedeflenir.

→ Endüstri ortalaması: 55-70 kWh/kg H₂
→ Verim H₂ hedefi: <50 kWh/kg H₂
→ Termodinamik alt sınır: ~39.4 kWh/kg H₂.
24 Saatlik Sistem Verim Simülasyonu
Sistem Özeti

Akıllı Elektroliz ve Kontrol Sistemi

Enerji girişinden hidrojen çıkışına kadar uçtan uca entegre edilmiş akıllı sistem mimarisi. PEM elektrolizör, sensör ağı, yazılım kontrolü ve güvenli çıkış katmanlarını bir arada gösteren tam sistem diyagramı.

Akıllı Elektroliz ve Kontrol Sistemi Tam Diyagramı
GİRİŞ: Temiz Enerji + H₂O ——————→ AKILLI ELEKTROLİZ & KONTROL ——————→ ÇIKIŞ: H₂ + O₂
İletişim

Bizimle İletişime Geçin

Proje hakkında sorularınız veya iş birliği teklifleriniz için doğrudan ulaşabilirsiniz.

👤
Burak Safa Bilgiç burakblggc7@gmail.com
👤
Muhammed Yunus İrdam myunusirdam@gmail.com
👤
Ayşenur Taş tasaysenur954@gmail.com