Katı oksit yakıt hücreleri için serya esaslı elektrolitlerin hazırlanması: sinterlenme kinetiğinin incelenmesi
Preparation of the ceria-based electrolytes for solid oxide fuel cells: investigation of the sintering kinetics
- Tez No: 636136
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Enerji ihtiyacının giderek artması, fosil yakıtların tükenmesi ve küresel ısınmanın da etkilerini göstermesiyle beraber insanoğlu temiz enerji arayışı içerisine girmiştir. Bu noktada elektrokimyasal dönüştürücüler olan yakıt hücreleri üzerine gerçekleştirilen çalışmalar da giderek artmaktadır. Yakıt hücreleri, yüksek enerji dönüşümleri ve düşük çevresel etkileri sayesinde geleceğin enerji üretim teknolojisi olma yolunda ilerlemektedir. Yakıt hücresi türleri arasında katı oksit yakıt hücreleri, yüksek dönüşüm oranları ve geniş uygulama alanları ile dikkat çekmektedir. Ancak yüksek verim beraberinde yüksek işletim sıcaklıklarını da (800-1000 ℃) getirdiği için katı oksit yakıt hücreleri pahalı bir teknolojidir. Günümüzde gerçekleştirilen çalışmaların çoğu daha düşük sıcaklıklarda yüksek verim sağlayacak iyonik iletkenlikleri yüksek elektrolitlerin sentezlenmesi üzerine kuruludur. Çeşitli elektrolit malzemeleri arasında katkılı serya elektrolitler orta işletim sıcaklıklarında (500-800 ℃) yüksek iletkenlik değerleriyle dikkat çekmektedir. Bu malzemelerin özelliklerinin iyileştirilmesi, iletkenlik değerlerini etkileyen parametrelerin iyi anlaşılmasına bağlıdır. Malzemenin üretim yöntemi, kalsinasyon ve sinterleme koşulları, malzemenin yoğunluğu ve daha birçok alt etmen iyonik iletkenlik değerini etkilemektedir. Çeşitli üretim teknikleri arasında hapsetme teknikleri basit yapılarıyla dikkat çekmektedir. Sinterleme prosesi ise başlı başına ele alınması gereken bir konudur. Sinterleme tekniği, sinter sıcaklığı, ısıtma hızı ve sinter süresi malzemenin özelliklerini ciddi ölçüde değiştirmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, farklı hapsetme yöntemleriyle üretilmiş samaryum katkılı serya elektrolitlerin farklı sinterlenme koşullarına maruz bırakılarak özelliklerinin incelenmesidir. Bu bağlamda düşük, orta ve yüksek sıcaklıklar ve sürelerde sinterlenen elektrolitler incelenmiş ve sinterlenmeyi sağlayan temel mekanizma açığa çıkarılarak, değişik koşulların son ürün üzerine etkileri belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
With the increasing need for energy, the depletion of fossil fuels and the effects of global warming, human beings are in search of clean energy. At this point, studies on fuel cells, which are electrochemical converters, are gradually increasing. Fuel cells are on the way to become the energy production technology of the future thanks to their high energy conversions and low environmental effects. Among the fuel cell types, solid oxide fuel cells attract attention with their high conversion ratios and wide application areas. However, solid oxide fuel cells are an expensive technology as high efficiency brings along high operating temperatures (800-1000 ℃). Most of the studies carried out today are based on the synthesis of electrolytes with high ionic conductivity, which will provide high efficiency at lower temperatures. Among the various electrolyte materials, doped ceria electrolytes attract attention with their high conductivity values at intermediate operating temperatures (500-800 ℃). Improving the properties of these materials depends on a good understanding of the parameters affecting the conductivity values. The production method of the material, calcination and sintering conditions, density of the material, and many other sub-factors affect the ionic conductivity value. Among the various production techniques, templating methods draw attention with their simple structures. The sintering process is a subject that should be handled by itself. Sintering technique, sintering temperature, heating rate, and sintering time significantly change the properties of the material. The main purpose of this study is to investigate the properties of samarium-doped-ceria electrolytes produced by different templating methods by exposing them to different sintering conditions. In this context, the electrolytes sintered at low, medium, and high temperatures, and durations were examined and the basic mechanism providing sintering was exposed, and the effects of different conditions on the end product were determined.
Benzer Tezler
- Sitrat nitrat yöntemiyle seryum oksit esaslı elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of cerium oxide based electrolyte materials by citrate nitrate method
EMİNE ELİF OCAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Development of polymer based fibers with photovoltaic effect
Fotovoltaik etki oluşturan polimerik liflerin geliştirilmesi
KÜBRA İLGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Crystal structure prediction and ammonia dynamics in strontium ammine complex
Stronsiyum amin kompleksinin kristal yapı tahmini ve amonyak dinamiğinin analizi
MEHMET ÇANKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Mathematical modelling of a solid oxide fuel cell based micro cogeneration system for residential applications
Konut uygulamaları için katı oksit yakıt piline dayalı mikro kojenerasyon sisteminin matematiksel modellenmesi
MERVE ATILMIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- 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