Katı Oksit Yakıt Pillerinin Hücre Gerilimini Minimize Etmek İçin Limited-Memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno ve İmparator Penguen Algoritmasının Kullanılması

Abstract

Optimizasyon yöntemleri çeşitli endüstriyel, bilimsel ve mühendislik uygulamalarında, en verimli planlama stratejisi belirlemek, bir finansal portföyün en iyi dağılımını belirlemek, bir lojistik ağın en verimli şekilde tasarlanması veya bir yapay zekâ modelinin en iyi performansını elde etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada ise katı oksit yakıt pillerinin hücre gerilimini minimuma indirerek pillerin performansını arttırmak ve enerji verimliliğini iyileştirmek amaçlanmaktadır. Bu kapsamda L-BFGS-B algoritması ve İmparator Penguen algoritması ile yapılan optimizasyon çalışmalarında Faraday sabiti, Gaz sabiti, Aktivasyon polarizasyonu katsayısı, Ters akım yoğunluğu, Elektrot kalınlığı girdi değerler sabitlenerek sıcaklık (T), oksijen basıncı (p(O2)), hidrojen basıncı (p(H2)) ve su buharı basıncı (p(H2O))’nın minimum gerilim için değerleri hesaplanmaktadır. İki optimizasyon yöntemi için de optimum sıcaklık değeri 1000 K, optimum oksijen basıncı değeri 1.0, optimum hidrojen basıncı değeri 0.000001 ve optimum su buharı basıncı değeri de 0.000001 olarak hesaplanmaktadır. İki optimizasyon yönteminde de minimum hücre gerilimi 0.6486 olarak hesaplanmış ancak L-BFGS-B algoritması sonuca 6 iterasyon ve 0.0046 saniye de ulaşmış; İmparator Penguen algoritması ise 44 iterasyon ve 0,01 saniye de ulaşmıştır. Analiz sonuçlarına göre iki yöntemin de hücre gerilim değerleri aynı olmasına rağmen iterasyon ve süre bakımından L-BFGS-B algoritmasının daha başarılı olduğu görülmektedir.