Nikel temelli katı oksit yakıt pili anotlarındaki redoks davranışının mikroyapısal incelenmesi
Microstructural investigation of redox behaviour for nickel based solid oxide fuel cell anodes
- Tez No: 788901
- Danışmanlar: PROF. DR. SELAHATTİN ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 250
Özet
KOYP anotlarında performans ve redoks toleransı açısından optimum kompozisyon oranlarının belirlenmesi için sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiş ve bu kapsamda 3B sentetik mikroyapı üretimi önerilmiştir. Dream.3D programı ile üretilen sentetik mikroyapıların mikro ölçekli performans analizi COMSOL programı ile gerçekleştirilmiş olup redoks analizlerinde ise LS-DYNA programı kullanılmıştır. En yüksek aktif TPB yoğunluğunu %30 Gözenek, %35 Ni ve %35 YSZ kompozisyon oranlarında; en yüksek redoks toleransı ise %50 Gözenek, %15 Ni ve %35 YSZ durumunda elde edilmiştir. Anot mikroyapısının incelenebilmesi ve redoks sürecinin TPB üzerindeki etkilerinin deneysel olarak analiz edilebilmesi için ise üretilen hücreler 30 redoks döngüsüne maruz bırakılmış ve her redoks adımı sonrası hücre performans testleri gerçekleştirilmiştir. Ardından seçilen belirli redoks adımları sonrasında mikroyapısal analizlerin gerçekleştirileceği 2B görüntüler düşük voltaj FE-SEM tekniği ile elde edilmiştir. Görüntü işleme sonrasında elde edilen hacimsel oran ve partikül boyutu/dağılımı verileri sayesinde 3B mikroyapılar sentetik olarak üretilmiş ve TPB ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu sayede redoks sürecinin mikroyapısal performansa etkisi incelenmiş ve hücre performansı ile TPB yoğunluğu arasındaki ilişkinin deneysel olarak gözlemlenmesi amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Numerical studies are carried out to determine the optimum composition regarding performance and redox tolerance of SOFC anodes, and 3D synthetic microstructure generation was proposed for his purpose. Micro-scale performance analysis of synthetic microstructures generated by Dream.3D software is performed via COMSOL, while micro-scale redox modeling is achieved with LS-DYNA. The highest active TPB density is obtained from an anode with 30 vol. % pore, 35 vol. % Ni and 35 vol. % YSZ, whereas the highest redox tolerance is determined for the anode having 50 vol. % pore, 15 vol. % Ni and 35 vol. % YSZ. To examine the anode microstructure and analyze the effects of the redox process on TPB experimentally, the produced cells are subjected to 30 redox cycles and the cell performance tests are carried out after each redox cycle. 2D images of the anode samples after some selected redox cycles are obtained by low voltage FE-SEM for microstructural analyses. According to the volumetric ratio and particle size/distribution data obtained after image processing, 3D microstructures are generated synthetically and the resultant TPBs are computed. In this way, the effect of the redox process on the microstructural performance is investigated aiming to observe the relationship between the cell performance and TPB density experimentally.
Benzer Tezler
- Doğrudan metan yakıtlı katı oksit yakıt pili anot geliştirilmesi
Development of anode for direct methane solid oxide fuel cell
YELDA ÇİFLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Nikel borat bileşiklerinin suyun yükseltgenmesi alanında elektrokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of electrocatalytic activity of nickel borate compounds for water oxidation
SEMRA ENEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE ÜLKER
- NiO/ZnO ve NiO/ZnO/Al2O3 nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemiyle üretimi
Production of NiO/ZnO and NiO/ZnO/Al2O3 nanocomposite particles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique
DUYGU YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Siyah çayda bulunan bazı katyon ve anyonların diferansiyel puls polarografisi ve iyon seçici elektrotlarla tayini
Determination of some cations and anions in black tea by differential pulse polarography and ion selective electrodes
ŞÜKRÜ KALAYCI
- Orta karbonlu DIN Ck45 çeliğinin elektrokimyasal yöntemle borlanması
Electrochemical boronizing of medium carbon DIN Ck45 steel
ÇAĞIN BOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGUT GÜLMEZ