Katı oksit yakıt pillerinde LSGM-BSCF ve LSGM-SCF ara yüzey termokimyası
Interfacial thermochemistry between LSGM-BSCF and LSGM-SCF in solid oxide fuel cell
- Tez No: 310423
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN, YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrolitler, Yakıt hücreleri, Electrolytes, Fuel cells
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O2.815 (LSGM) elektrolit tabanlı katı oksit yakıt pillerinde (KOYP) Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-? (BSCF) ve SrCo0.8Fe0.2O3-? (SCF) katot malzemelerinin kullanılabilirliği araştırılmıştır. Anot olarak, nikel oksit-samaryum katkılı seryum (NiO-SDC) karışımı, koruyucu tabaka olarak, lantanum katkılı seryum (LDC) kullanılmıştır. Tasarlanan KOYP sistemi, NiO-SDC/LDC/LSGM/BSCF ve NiO-SDC/LDC/LSGM/SCF' dir. KOYP sistemi üretilmiş, sıcaklık ve zamana bağlı olarak, elektrolit ve katot arasındaki kimyasal uyumluluk, XRD, DTA/TGA, SEM/EDS metotları kullanılarak araştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda, BSCF/SCF ve LSGM malzemelerinin 400 ºC üzerinde bir arada kullanılamayacağı anlaşılmıştır. Literatürde, LSGM:BSCF ikilisinin 1000 °C' ye kadar bir arada kullanılabileceği belirtilmiş iken, bu çalışmada yapılan XRD analizleri 700 °C' de bu malzemelerin birbiri ile reaksiyona girdiğini tespit etmiştir. Dahası, DTA analizi reaksiyonun aslında 400 °C üzerinde başladığını göstermiştir. Bu iki malzeme arasında gerçekleşen katı hal difüzyonu çok yavaş olduğu için kısa süreli ısıl işlemler ile reaksiyon varlığı tespit edilememiştir. Bu çalışmada yapılan uzun süreli deneyler sonucunda anlaşılmıştır ki, LSGM:BSCF/SCF elektrolit:katot malzemeleri KOYP sistemlerinde 400 ºC üzerinde kullanılamaz. Elektrolit:katot ikilisi arasında gerçekleşen reaksiyon bir katı eriyik oluşturmaktadır. Katı eriyik fazının, elementel analiz sonuçları değerlendirilerek ve Mg varlığı göz ardı edilerek, BSCF:LSGM ikilisi için; (La0.1Sr0.5Ba0.4)(Ga0.2Co0.6Fe0.2)O3-?, SCF:LSGM ikilisi için; (La0.2Sr0.8)(Ga0.2Co0.6Fe0.2)O3-? veya (La0.3Sr0.7)(Ga0.3Co0.5Fe0.2)O3-? olduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the availability of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-? (BSCF) and SrCo0.8Fe0.2O3-? (SCF) cathode materials were investigated in La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O2.815 (LSGM) electrolyte based solid oxide fuel cells (SOFCs). Mixture of nickel oxide and samarium doped ceria (NiO-SDC) was used as an anode material and lanthanum doped ceria (LDC) was used as a protective layer. The SOFCs were designed as NiO-SDC/LDC/LSGM/BSCF and NiO-SDC/LDC/LSGM/SCF. The chemical compatibility between the electrolyte and cathode materials was characterized by the TG/DTA, XRD, SEM and EDS techniques depending on time and temperature. Formation of solid solution began around 400 °C. XRD results for BSCF-LSGM and SCF-LSGM mixtures showed undesired phase evolution around 700 °C. Furthermore, DTA analysis showed that the reaction actually started above 400 °C. The broad dip (400 °C - 1200 °C) in the DTA curve possibly indicates a diffusional process between cathode and electrolyte materials. It is plausible that a prolonged exposure to these temperatures may lead to a ?rich? solid solution. As a result of the long term heat treatment was observed that LSGM electrolyte and BSCF/SCF cathode materials are chemically uncompatible above 400 °C. The resulting solid solutions are approximately with the compositions of (La0.1Sr0.5Ba0.4)(Ga0.2Co0.6Fe0.2)O3-? and (La0.2Sr0.8)(Ga0.2Co0.6Fe0.2)O3-? for BSCF-LSGM and SCF-LSGM powder mixtures, respectively. This new result could open a whole new series of mixed oxides that are suitable for SOFC applications.
Benzer Tezler
- Hızlı katılaşma ile yüksek mukavemetli malzemelerin üretilmesi ve kurşun-asit akümalatörlerine uygulanması
Başlık çevirisi yok
ÜMİT AKÇAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Değişik derim zamanı ve önsoğutmanın Bursa siyahı incir çeşidinin meyve kalitesi ve pazarlama süresi üzerine etkileri
Effects of haruest time and precooling on fruit quality and shelf-life of the fig variety“Bursa siyahı”
FÜSUN GÜRSEL ÇELİKEL
- Sera domates üretiminde aşı uygulaması ile elde edilen çift kök sistemine sahip domateslerin verim ve kalite yönünden üstünlükleri üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ DİZDAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN MECİT