Random forest yöntemi kullanarak polimer elektrolit membran (PEM) yakıt hücrelerinin ömrünün belirlenmesi

Abstract

Günümüzde petrol kaynaklarımız hızla tükenmektedir. Ayrıca, otomobillerin egzozlarından yayılan gazların neden olduğu hava kirliliği ve petrol kullanımının beraberinde getirdiği diğer çevresel sorunlar da bulunmaktadır. Geleneksel içten yanmalı motorların yerine geçme vaadi sunan hidrojen yakıt hücreleri, temiz ve çevreyi kirletmeyen bir enerji kaynağı olmaları nedeniyle 21. yüzyılda iyi bir seçenek haline gelmiştir. Yakıt hücreleri, hidrojen (yakıt) ve oksijenin (hava) kimyasal enerjisini doğrudan elektrik ve ısı enerjisine dönüştüren güç elemanlarıdır. Bu reaksiyon sonucunda yan ürün olarak elektrik, su ve ısı açığa çıkar. Yakıtın enerjiye dönüşümü yanma ile değil, elektrokimyasal bir süreçle gerçekleşir. Bu süreç oldukça temiz, sessizdir ve yakıt yanmasından 2-3 kat daha verimlidir. Yakıt hücrelerinin avantajları arasında sadece su üretmeleri, yüksek enerji dönüşüm verimliliğine sahip olmaları ve umut verici bir süreç olmaları yer almaktadır. Yakıt hücreleriyle çalışan elektrikli araçların geliştirilmesi, karbon monoksit (CO) emisyonlarını azaltmanın en büyük nedenlerinden biridir. Yakıt hücrelerinin yeniden şarj edilmesine gerek yoktur. Diğer pil türlerinin aksine, yakıt hücreleri sadece sürekli bir hidrojen yakıtı tedariğine ihtiyaç duyar. Birçok yakıt hücresi türü bulunmaktadır. Bu çalışmada, başlıca hedef, maliyetli ve uzun süreli deneyler yapılmaksızın Polimer Elektrolit Membran (PEM) yakıt hücresinin ömrünü giriş parametreleri girerek tahmin etmektir. Hedef doğrultusunda Random Forest yöntemi seçilmiştir. Literatürden elde edilen deneysel verilerden bir set oluşturulmuş ve deneyin girdileri ile çıktıları yapay zekaya tanıtılmıştır. Sonuç olarak, herhangi bir veri setinde PEM yakıt hücresinin ömrü bir çıktı olarak tahmin edilebilir. Sonuç olarak, bu tahmin modelinden elde edilen sonuçlar, PEM yakıt hücrelerinin performansını ve dayanıklılığını artırmaya yönelik gelecekteki araştırma ve geliştirme çalışmalarına önemli katkılar sağlayabilir. Makine öğrenimi gibi ileri düzey hesaplama tekniklerinden yararlanarak, yakıt hücreleri gibi temiz enerji teknolojilerinin benimsenmesinde ilerlemeyi hızlandırabiliriz.