Metan esaslı katı oksit yakıt hücreleri için anot katalizörlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of anode catalyst for methane based solid oxide fuel cell
- Tez No: 282586
- Danışmanlar: PROF. DR. M. ALİ GÜRKAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren cihazlardır. Geleneksel güç üretim sistemleri ile karşılaştırıldığında yakıt hücreleri birçok avantaja sahiptirler. En dikkat çekici avantajı olarak kimyasal enerjinin doğrudan elektrik enerjisine çevrilmesi ile ilişkili olarak arttırılmış verim olarak gösterilebilir. Yakıt hücreleri NOx, SOx gibi partiküllü kirlilikler oluşturmadığından dolayı diğer sistemlere göre daha temiz sistemlerdir.Katı oksit yakıt hücreleri(SOFC) sağladıkları yüksek enerji verimi ve nispeten yakıttaki safsızlıklara gösterdikleri düşük duyarlılık sebebi ile büyük ilgi çekmektedirler. Bu özelliklerin hepsi kullanılan sistem dizaynı ve kullanılan malzemelerden dolayı gerekli yüksek operasyon sıcaklığının sonucu olduğundan, katı oksit yakıt hücreleri 873 ile 1273 K aralığında çalıştırılırlar. Bu sıcaklık aralığında elektrot reaksiyonları daha hızlı olduğundan dolayı düşük sıcaklık polimer elektrolit membran (PEM) yakıt hücrelerine göre yüksek katot potansiyeli sağlanır. Ayrıca yüksek sıcaklıkta oluşan atık ısıdan faydalanılabilir. Safsızlıklar açısından bakınca, düşük sıcaklık yakıt hücreleri için zehirlenmelere sebep olan CO, SOFC için yakıt olarak kullanılabilmektedir. SOFC' de yakıttaki kükürt içeriğine duyarlılık olmasına rağmen PEM tipi yakıt hücrelerine göre bu duyarlılık daha düşüktür.Enerji kaynağı olarak hidrokarbon kullanıldığında, reforming sonucu oluşan CO ve H2 karışımı ile katı oksit yakıt hücresinin sentez gazı ile çalıştırıldığı varsayılır. Bununla beraber, göreceli olarak yüksek operasyon sıcaklıklarında dış reforming olmaksızın hidrokarbonun anoda doğrudan beslenmesi uygun olabilmektedir. Hidrokarbonun doğrudan sağlanması yakıt hücresinin operasyonunu kolaylaştırır ve özellikle dış reforming kaynaklı kayıpların önüne geçeceğinden dolayı verim artışı sağlar.Bu çalışmada tabakalı şerit döküm tekniği ile değişik anot yapılarında tek hücreler hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Hücrelerin karakterize edilmesinde SEM, EIS ve i-v eğrilerinden faydalanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Fuel cells are electrochemical devices that directly convert chemical energy into electrical energy. There are numerous advantages to using fuel cells over traditional power generation systems. The most attractive advantage is the increased efficiency associated with directly converting chemical energy into electrical energy. Fuel cells are cleaner than other systems, as they do not produce particulate pollutants, such as NOx and SOx.Solid oxide fuel cells have received a great deal of attention because they offer the promise of very high efficiency with relatively low sensitivity to impurities in the fuel. Both of the properties result from the operating temperatures, which, depending on the system design and the materials used, range from roughly 873 to 1273K. In this temperature range, the electrode reactions are relatively fast, so that high cathode over-potentials found with low-temperature proton-exchange-membrane (PEM) fuel cells can be much lower. Furthermore, the waste heat in an SOFC is produced at a temperature the heat can be used. Regarding impurities, CO, a severe poison for low-temperature fuel cells, is a fuel for SOFC. While SOFC are sensitive to sulfur, they are much less sensitive than PEM fuel cells.When using hydrocarbons as the energy source of energy, it is usually assumed that SOFC must operate on syngas, a mixture of CO and H2 produced by reforming; however the relatively high operating temperatures of SOFC make it feasible to feed hydrocarbons directly to the anode without external reforming. Direct utilization of hydrocarbons could simplify the use of fuel cells operating on hydrocarbons and significantly improve efficiency by avoiding the losses associated with external reformer.In this work; single cells with different anode structures were prepared by layered tape casting method and characterized. To characterize the cells, SEM, EIS and i-v curves were used.
Benzer Tezler
- Doğrudan metan katı oksit yakıt hücreleri için seramik esaslı anot malzemelerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preperation and characterization of ceramic based anode materials for direct methan solid oxide fuel cells
RENİN SEDA KUĞUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜRKAYNAK
- Katı oksit yakıt hücreleri için ce1-x Mx O2-(x/2) esaslı elektrolitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of ce1-x Mx O2-(x/2) based electrolytes for solid oxide fuel cells
GÖKNUR DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Enerjiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Porosity generation and optimization of silicon-based anodes for high energy density lithium ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum iyon bataryalar için silisyum bazlı anotlarda gözenek geliştirilmesi ve optimizasyonu
NESLİHAN YUCA
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Sitrat-nitrat yanma yöntemiyle yitriyum katkılı seryum oksit elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of yttrium doupted cerium oxide electrolyte materials by citrate-nitrate combustion method
FERİDE MAHFUS
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Sitrat nitrat yöntemiyle seryum oksit esaslı elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of cerium oxide based electrolyte materials by citrate nitrate method
EMİNE ELİF OCAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER