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: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- 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: 136
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
- Katı oksit yakıt pilleri için Bi2O3 katkılı katı elektrolit-katot malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of solid electrolytes doped Bi2O3 and cathode materials for solid oxide fuel cells
ERKAN ERDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiKütahya Dumlupınar Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA DURMUŞ ACER
- Katı oksit yakıt pilleri için ince sac interkonnektörlerle akış alanı geliştirilmesi
Improvement of flow area with thin sheet interconnectors for solid oxide fuel cells
EMRE UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Katı oksit yakıt pilleri için özgün yassı tüp hücre geliştirilmesi
Development of flat-tubular solid oxide fuel cells via mold casting
KEREMHAN BİLGİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Katı oksit yakıt pilleri için doğal kayaçlardan üretilen cam-seramik contaların arayüzey özelliklerinin incelenmesi
The investigation of interface properties of glass-ceramic sealants produced from natural rocks for solid oxide fuel cells
ATİFET ELİF ÇİÇEKLİ DARÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL YILMAZ
- Katı oksit yakıt pilleri için özgün mikrotüp hücre geliştirilmesi
Development of novel microtubular solid oxide fuel cells
AHMET ALP SÜNEÇLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK