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
- Tez No: 285533
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN TÜRKOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
- 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
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2019
EnerjiKütahya Dumlupınar Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA DURMUŞ ACER
- Synthesis and characterization of phosphine oxide and sulfone containing polyurethanes
Fosfin oksit ve sülfon içeren poliüretanların sentezi ve karakterizasyonu
BETÜL TÜREL
Doktora
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- 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
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- 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
2022
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- 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
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ARI