Manganese and vanadium impregnated anode systems for intermediate temperature solid oxide fuel cells
Orta sıcaklıkta çalışan katı oksit yakıt pilleri için mangan ve vanadyum emdirilmiş anot sistemleri
- Tez No: 522168
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. OKTAY DEMİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Anorganik Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Katı Oksit Yakıt Pilleri (KOYP), bir yakıtın oksitlenmesi ile kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren çevre dostu elektrokimyasal enerji üreten cihazlardır. Yakıtın elektriğe dönüştürülmesinde sahip oldukları yüksek verimlilik ve çok çeşitli yakıtlara tolerans göstermeleri onları umut verici cihazlar haline getirmekte ve diğer yakıt pilleri türlerine göre tercih edilmektedirler. Bununla birlikte, platin veya rutenyum gibi pahalı katalizörleri kullanmaktan kaçınmak için, bir KOYP'nin en yaygın dezavantajlarından biri olan yüksek sıcaklıkta çalışmak bir zorunluluk haline gelmektedir. Tipik bir KOYP, anot, elektrolit ve katot olmak üzere üç ana bölmeden oluşur. Sadece benzer termal genleşme katsayılarına sahip bölmeler değil, aynı zamanda bir KOYP'de daha iyi kapasiteye sahip yeni malzemeler de inşa edilmelidir. Bu nedenle, bu çalışma, anot tarafı üzerinde yoğunlaşmış ve anot kompartmanının performansının değişik koşullarda incelenmesi amaçlanmıştır. Oksidasyon anot bölümünde gerçekleştiğinden dolayı artan oksidasyon kapasitesi, hücrelerin optimize edilmesi için etkili bir yol olabilir. Bunu yapmak için, anot kısmına pratik bir teknik olarak, emdirme işlemi uygulanmıştır. İlk olarak, çoklu oksidasyon durumlarına sahip bir geçiş metalleri, mangan ve vanadyum seçilmiştir. Oksidasyon kapasitesindeki olası artış Mn ve V'nin iyi bir aday olmasının temel nedenlerinden biridir. Geleneksel ve emdirilmiş hücreler, X-Ray Diffrasyon (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopi (XPS), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir ve bunların performans testleri Çizgisel Süpürme Voltametri (LSV) ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) uygulanmıştır. Karakterizasyon ve performans testlerinden sonra, pratik bir teknik olarak, emdirme işleminin bu sistemde H2 ve CH4 yakıtları altında iyi sonuç verdiği ve KOYP için orta sıcaklık aralığında anot performansının kayda değer bir artış olduğu sonucuna varılmıştır
Özet (Çeviri)
Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) are environmentally friendly electrochemical energy producing devices that convert chemical energy into electrical energy by oxidizing a fuel. Exhibiting high efficiency in converting fuel to electricity and the tolerance to wide variety of fuels make them promising devices and preferable over other types of fuel cells. However, to avoid using expensive catalysts such as platinum or ruthenium, high temperature operation becomes an obligation which is one of the most common drawbacks of a SOFC. A typical SOFC is composed of three main compartments, an anode, an electrolyte and a cathode. Not only there is a need for compartments with similar thermal expansion coefficients, but also novel materials should be constructed to have a better capacity in a SOFC as well. Therefore, this study focused on the anode compartment and aimed to analyze its performance under different conditions. Since oxidation takes place in the anode part, increasing oxidation capacity could be an effective way to optimize the cells. To do so, a practical technique, impregnation, was applied to the anode part. Transition metals, manganese and vanadium with multiple oxidation states are selected. Possible increase in the oxidation capacity is one of the principle reasons why Mn and V are good candidates for impregnation. Both conventional and impregnated cells were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and their performance tests were implemented by Linear Sweep Voltammetry (LSV) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). After characterization and performance tests, it has been concluded that as a practical technique, impregnation works well in this system under H2 and CH4 fuels and one can end up with a noteworthy enhancement of anode performance in the intermediate temperature range for a SOFC.
Benzer Tezler
- Elektrokimyasal olarak metal nanoparçacık modifiye metal oksit elektrotlarının hazırlanması, karakterizasyonu ve biyosensör uygulamaları
Preparation, characterization of metal nanoparticle modified metal oxide electrodes by electrochemical and its biosensor applications
SEÇİL AKOĞULLARI
- Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı petrol boru çeliklerinin üretimi ve sıcak haddeleme proses optimizasyonu
Production and hot rolling process optimization of high strength low alloy line pipe steels
RAMAZAN TÜTÜK
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- Enerji dönüşüm sistemlerinde kullanılmak üzere metal-metaloksit nanoparçacık ve karbon esaslı nanomalzeme ile kompozit elektrotların geliştirilmesi ve analitik uygulamaları
Development and analytical applications of composite electrodes with metal-metaloxide nanoparticle and carbon-based nanomaterial for use in energy conversion systems
BURAK ASLIŞEN
- Madencilik faaliyetlerinin toprak kirliliği üzerindeki etkilerinin incelenmesi: Orhaneli ve Büyükorhan (Bursa) örneği
Investigation of the effects of mining activities on soil pollution: Orhaneli and Büyükorhan (Bursa) case
OLGUN BÖBREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
CoğrafyaBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERPİL MENTEŞE
- Ergene nehrinin Ege denizine olan kirlilik etkisinin güncel çökel jeokimyası ve sedimentolojik yöntemlerle araştırılması
An investigation of the effects of pollution from the Ergene river on the Aegean sea using geochemical and sedimentological methods in freshly deposited sediments
MİHRİ HALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Deniz Bilimleriİstanbul ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EROL SARI