Yb2O3 katkılanmış -Bi2O3 katı elektrolitini içeren katot destekli yakıt hücrelerinin üretilmesi ve karakterizasyonları
Thin film production and chatacterization of Yb2O3 doped -Bi2O3 based solid electrolyte for the application of the solid oxide fuel cells
- Tez No: 329474
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN TÜRKOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Bu tez çalışmasında katot destekli Yb2O3 katkılanarak stabilize edilmiş ? -Bi2O3 (fcc) tabanlı katı elektrolit sistemlerini içeren katı oksit yakıt pilleri (SOFC) üretimi araştırılmıştır. ? -Bi2O3 fazı Yb2O3'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 aot kaplama karışımları x=0.4, LNF substratı yüzeyine kaplamaları yapıldı. Performans 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. Performans 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 performans gösterdikleri sonucuna varıldı. En yüksek performanslı hücresi; Katot (LNF) ? Katot Aktif (17% ? -YSB+LNF) ? Katı Elektrolit (17% mol ? -YSB) ? Anot (Kütle Oranı:60% Ag2O+ 40% ? -YSB +0.3 g Aktif Karbon) olduğu belirlendi. Üretilen SOFC sistemleri içerisinde en yüksek performansın ? 400 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 Yb2O3 doped ? -Bi2O3 (fcc) based solid electrolyte materials were investigated. ? -Bi2O3 phase was stabilized with the doping of Yb2O3 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 performance 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 performance appeared stack of ?Cathode (LNF) ? Cathode Active (17% ? -YSB+LNF) ? Solid Electrolyte (17% mol ? -YSB) ? Anode (Mass Ratio:60% Ag2O +40% ? -YSB +0.3 g Active Carbon)?. The maximum electrochemical cell performance was observed as ? 400 mW.cm-2.
Benzer Tezler
- (Yb2O3)x(Y2O3)y(ZrO2)1-x-y katı elektrolit bileşiğin sentezi,karakterizasyonu ve katı oksit yakıt pili uygulaması
Synthesis, characterizaiton and solid oxide fuel cell application of (Yb2O3)x(Y2O3)y(ZrO2)1-x-y solid electrolyte system
AYNUR GÜRBÜZ
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR YILMAZ
- CaO ve Fe2O3 katkılı ZrO2 seramiklerinin katı oksit hücre elektroliti uygulaması için incelenmesi
Investigation of CaO and Fe2O3 doped ZrO2 ceramics for solid oxide cell electrolyte application
MELAHAT MUTLU
- Synthesis and characterization of 10gdc, 10gdc/ceo2, 10gdc/y2o3 and 10gdc/yb2o3 composites
10gdc, 10gdc/ceo2, 10gdc/y2o3 ve 10gdc/yb2o3 kompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu
ŞÜKRÜ CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaAbant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MORKAN
- Synthesis and characterization of novel rare earth phosphates and rietveld structural analysis of rare earth orthoborates
Yeni nadir toprak elelementi fosfatlarının sentez ve karakterizasyonu ve nadir toprak elementi ortoboratlarının rietveld yapısal analizi
SEMİH SEYYİDOĞLU
Doktora
İngilizce
2009
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Lantanborat bileşiğinin katı hal yöntemi ile sentezi ve karakterizasyonu
Synthesise of lanthanumborate compound by solid state reaction and characterization
ESRA EKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. LEYLA YILDIRIM
- Metal katkılanmış tabakalı bor bileşiklerinin sentezlenmesi ve özellikleri
Synthesis and properties of metal doped layered boride compounds
BORA KALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN ÖZDAŞ