Katı oksit yakıt pilleri için nanoyapılı elektrotların geliştirilmesi
Development of nano-structured electrodes for solid oxide fuel cells
- Tez No: 915594
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Mechanical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında katı oksit yakıt pili (KOYP) anot ve katot elektrotları, gözenekli elektrolit iskeletler içerisine ilgili katalizörlerin infiltre edilmesiyle üretilmiştir. Bu kapsamda gözenekli tabaka kalınlığı, infiltrasyon tekrar sayısı, miktarı ve derişimi, test ve sinterleme sıcaklığı gibi çeşitli parametreler incelenerek optimize edilmiştir. Anot ve katot optimizasyonu çalışması neticesinde en yüksek elektrokimyasal performans Ni ve LSM katalizörü için sırasıyla ağırlıkça %40 ve %30 olarak hesaplanmıştır. Sadece anot infiltreli hücrenin elektrokimyasal performansı referans hücreye göre yaklaşık olarak 2,5 kat artarken sadece katot infiltreli hücrede yaklaşık olarak 3,2 kat daha fazla performans artışı görülmüştür. Nanoyapılı Ni ve LSM infiltreli membran elektrot grubunun üretimi için en uygun sinterleme sıcaklıkları sırasıyla 800 ve 1000°C olarak belirlenmiştir. Elektrokimyasal performans sonuçları dikkate alınarak infiltrasyon için en uygun gözenekli tabaka kalınlığı ise 25 µm bulunmuştur. Hem anodu hem de katodu infiltreli nanoyapılı katı oksit yakıt pilinin elektrokimyasal performansı 800°C çalışma sıcaklığında 0,75 W/cm2olarak bulunmuştur. Optimizasyonlar neticesinde katı oksit yakıt pillerinin ticarileşmesinde büyük bir engel teşkil eden yüksek çalışma ve üretim sıcaklıklarının infiltrasyon yöntemiyle aşılabileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, solid oxide fuel cell (SOFC) anode and cathode electrodes are fabricated by infiltrating the relevant catalysts into porous electrolyte skeletons. In this respect, various parameters such as porous layer thickness, number and amount of infiltration repetitions, concentration, test and sintering temperature are optimized. The highest electrochemical performances are obtained at 40 and 30 wt. % Ni and LSM loading, respectively. The cell with only an infiltrated anode exhibits an approximately 2.5-fold improvement in electrochemical performance compared to the reference cell, whereas the cathodeinfiltrated cell demonstrates a 3.2-fold performance enhancement. The optimal sintering temperatures for producing nanostructured Ni and LSM infiltrated membrane electrode assemblies are identified as 800°C and 1000°C, respectively. Based on the electrochemical performance results, the optimal porous layer thickness for infiltration is determined to be 25 µm. The electrochemical performance of the nanostructured solid oxide fuel cell infiltrated with both anode and cathode catalysts is found to be 0.75 W/cm2 at an operating temperature of 800°C. As a result of optimizations, it is proven that high operating and production temperatures, which constitute a major obstacle to the commercialization of solid oxide fuel cells, can be overcome by the infiltration method.
Benzer Tezler
- Yakıt pillerinde kullanılmak üzere farklı morfolojilerde malzeme sentezi
Synthesis of composite materials with different morphologies for fuel cell applications
RABİA ÖZSAKARYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. SİBEL DİKMEN
- Spinel yapılı nanokompozit tozların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of spinel structured nanocomposite powders
DUYGU YEŞİLTEPE ÖZÇELİK
Doktora
Türkçe
2026
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Katı oksit yakıt pilleri için iletken pasta geliştirilmesi
Development of cunductive pastes for solid oxide fuel cells
ABDULLAH MAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Bilim ve TeknolojiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YÜKSEL KAPLAN
- Katı oksit yakıt pilleri için Bi2O3-Ho2O3-Dy2O3 temelli elektrolit malzemesi geliştirilmesi
Development of electrolyte material based Bi2O3-Ho2O3-Dy2O3 for solid oxide fuel cells
MÜRİVET KAŞIKCI ÖZEN
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REFİK KAYALI
- Katı oksit yakıt pilleri için ejektör tasarımı ve geliştirilmesi
Ejector design and development for solid oxide fuel cells
UĞUR ÇATIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL KAPLAN