Geri Dön

Katı oksit yakıt pillerinde kullanılabilir özellikli Nb2O5 katkılanmış ?-Bi2O3 tabanlı katı elektrolitlerin ince filmlerinin üretilmesi ve karakterizasyonları

Thin film production and characterization of Nb2O5 doped ?-Bi2O3 based solid electrolyte for the application of the solid oxide fuel cells

PDF İndir

  1. Tez No: 285533
  2. Yazar: SONER ÇAKAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN TÜRKOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Katı oksit yakıt pilleri (SOFC), Bi2O3 tabanlı katı elektrolitler, Ag sermet anot ve Ag2O kompozit Anot, Yakıt pilleri Güç yoğunluğu, Perovskit tipi katot, Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), Bi2O3 Based Solid Electrolyte, Ag SermetAnode and Ag2O Composite Anode, Fuel Cell Power density, Perovskite Type Cathode
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 190

Özet

Bu tez çalışmasında katot destekli Nb2O5 katkılanarak stabilize edilmiş ? -Bi2O3 (fcc) tabanlı katı elektrolit sistemlerini içeren katı oksit yakıt pilleri (SOFC) üretimi araştırılmıştır. ? -Bi2O3 fazı Nb2O5'in katı hal teknikleri ile katkılanması sonucu elde edildi. Üretilen ? - fazlarının, dört nokta d.c. iletkenlik ölçümlerinden elde edilen verilerin doğrultusunda, fazların oksijen iyonik elektriksel özelliği gösterdikleri bulgulandı. Üretilen hücrelerde, mikro yapı ve elektriksel iletkenlik özellikleri iyileştirilerek üretilen LaNi1-xFexO3 (x=0.4, LNF) perovskit malzemesi katot elektrotu olarak kullanıldı. 60% Ag2O, 40% ? -Bi2O3 birleşenlerinden oluşan kompozit ve 60 %Ag, 40% ? -Bi2O3 fazlarında oluşan sermet sistemlerin anot elektrotu olarak yakıt hücrelerinde uygulamaları gerçekleştirildi. Toz olarak üretilen bütün SOFC birleşenlerinin ince filmleri spin coating yöntemiyle üretildi. Üretilen tabakalar XRD, SEM; DTA/TG ve dört nokta d.c. iletkenlik yöntemi ile karakterize edilmiştir. Mikro yapısal ve elektriksel iletkenlikleri optimize edilmiş tabakaların, sırasıyla katot aktif, katı elektrolit ve anot kaplama karışımları x=0.4, LNF substratı yüzeyine kaplamaları yapıldı. Güç yoğunluğu ölçümlerinde CH4 ve O2 gazları sırasıyla oksitleyici gaz ve yakıt olarak kullanıldı. Gaz taşıyıcı sistem olarak, çelik-310'dan üretilmiş gaz kanalı sistemi gaz kanalı sistemlerinden faydalanıldı. Güç yoğunluğu ölçümleri sonrasında; en uygun tabaka kalınlıklarının; katı elektrolit, anot, katot ve katot aktif tabakaları için sırasıyla ; ? 40-50 ? m, ? 50-60 ? m, ? 700-800 ? m ve 20-30 ? m olduğu gözlendi. İdeal kalınlıklardaki birleşenlerden oluşan SOFC sistemlerinin genelde yüksek Güç yoğunluğu gösterdikleri sonucuna varıldı. En yüksek Güç yoğunluğulı hücresi; Katot (LNF) ? Katot Aktif (13% ? -NSB+LNF) ? Katı Elektrolit (13% mol ? -NSB) ? Anot (Kütle Oranı:60% Ag+40% ? -NSB +0.3 g Aktif Karbon) olduğu belirlendi. Üretilen SOFC sistemleri içerisinde en yüksek Güç yoğunluğuın ? 15 mW.cm-2 düzeyinde oldukları gözlendi.

Özet (Çeviri)

In study, the fabrication of different types of the cathode supported solid oxide fuel cells which contain Nb2O5 doped ? -Bi2O3 (fcc) based solid electrolyte materials were investigated. ? -Bi2O3 phase was stabilized with the doping of Nb2O5 by using the solid state reaction techniques. The four probe d.c. electrical conductivity measurements indicated that the produced ? -phases had oxygen ionic electrical conductivity. The improved of the micro structural and electrical conductivity properties of the perovskite type LaNi1-xFexO3 (x=0.4, LNF) material was used as the cathode electrode in the produced fuel cell systems. The composite of 60% Ag2O, 40% ? -Bi2O3 and the cermet of 60 %Ag, 40% ? -Bi2O3 systems were used as the anode electrodes for the electrochemical cells. Thin films of the powder components were produced with the spin coating method. XRD, DTA/TG, SEM and four probe d.c. electrical conductivity characterizations were made for the produced sheets. The improved of the micro structural and electrical conductivity properties of the components were coated on the substrate of the LNF, order of cathode active, solid electrolyte and anode electrode respectively. The power density characterizations were made by using O2 and CH4 as the oxidant gas and fuel gas respectively. Gas transfer systems were fabricated from the stainless steel-310 materials. According to the power density measurements results; the ideal thicknesses of the SOFC?s components were determinated ? 40-50 ? m, ? 50-60 ? m, ? 700-800 ? m and 20-30 ? m for solid electrolyte, anode, cathode and cathode active sheets respectively. The highest power density appeared stack of ?Cathode (LNF) ? Cathode Active (13% ? -NSB+LNF) ? Solid Electrolyte (13% mol ? -NSB) ? Anode (Mass Ratio:60% Ag+40% ? -NSB +0.3 g Active Carbon)?. The maximum electrochemical cell power density was observed as ? 15 mW.cm-2.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    539148

    Katı oksit yakıt pilleri için Bi2O3 katkılı katı elektrolit-katot malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of solid electrolytes doped Bi2O3 and cathode materials for solid oxide fuel cells

    ERKAN ERDEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEMRA DURMUŞ ACER

  2. Tez No

    352347

    Synthesis and characterization of phosphine oxide and sulfone containing polyurethanes

    Fosfin oksit ve sülfon içeren poliüretanların sentezi ve karakterizasyonu

    BETÜL TÜREL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI

  3. Tez No

    528303

    BaO-CeO2-SrO üçlü oksit sisteminde faz dengelerinin deneysel incelenmesi

    Experimental phase studies in the BaO-SrO-CeO2 oxide system

    HANİFİ ERAY KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK

  4. Tez No

    732979

    Bir feribot için yakıt hücresi batarya hibrit sisteminin modellenmesi ve simulasyonu

    Modeling and simulation of fuel cell battery hybrid system for a ferry

    RUKİYE GÜLMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ DENİZ

  5. Tez No

    256458

    Gadelenyum ve evropiyum katkılanmış bizmut trioksit polimorflarının kristallografik ve elektriksel iletkenliklerinin incelenmesi

    Electrical properties and cyristallographic characterization of gd2o3 and eu2o3 doped bi2o3 polymorphs

    ÖZGÜL DEMİR BULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ARI

Geri Dön