Synthesis and characterization of transition metal doped (V, Cr, Mn AND Co) catio3 as proton conductive perovskite materials for solid oxide fuel cell
Katı oksit yakıt hücleri için proton iletken perovskit olarak geçiş metalleri katkılı (V, Cr, Mn VE Co) catio3'ün sentez ve karakterizasyonu
- Tez No: 928186
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OKTAY DEMİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Katı oksit yakıt hücreleri (KOYH) yüksek sıcaklıklarda çalışarak enerji üretme verimini artıran verimli ve temiz enerji dönüşüm cihazlarıdır. Çeşitli türler arasında proton iletken katı oksit yakıt hücreleri (P-KOYH) daha düşük çalışma sıcaklıkları ve gelişmiş kararlılıkları nedeniyle dikkat çekmektedir. P-KOYH'lerde maliyeti düşük ve kolay sentezlenebilir elektrolit geliştirmek önemli bir çalışma alanıdır. Bu çalışmanın ana odağı, dünya genelinde bol bulunan elementler kullanılarak sentezi kolay bir elektrolit malzeme geliştirmektir. Bu nedenle, bu araştırmada kolayca sentezlenebilen kalsiyum titanat (CaTiO3) perovskitine odaklanılmıştır. CaTiO3'ün iyonik iletkenliği düşük sıcaklıklarda yetersiz olduğu için bu çalışmada vanadyum (V), krom (Cr), manganez (Mn) ve kobalt (Co) gibi geçiş metallerinin kristal yapıya katılmıştır. Perovskitler sol-jel yöntemi kullanılarak sentezlemiştir. X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Elektrolit dirençleri elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) ile 400, 450 ve 500°C sıcaklıklarında ölçülmüştür. Elektrolitin proton iletkenliğini araştırmak ve doğrulamak için ölçümler hem hava hem hidrojen atmosferlerinde yapılmıştır. Geçiş metali katkılı dört perovskitin tamamı saf CaTiO3'ten daha düşük elektrolit direnci göstermiştir. Katkılı dört CaTiO3 arasında CTCr (CaTi0.95Cr0.05O3) hava ve hidrojen atmosferlerinde en düşük elektrolit direncini ve en yüksek iyonik iletkenliği göstermiştir
Özet (Çeviri)
Solid oxide fuel cells (SOFCs) are promising devices for efficient and clean energy conversion, operating at high temperatures to enhance energy production. Among the various types, proton conductive solid oxide fuel cells (P-SOFCs) have attracted significant interest due to their potential for lower operating temperatures and improved stability. However, developing cost effective and easily synthesizable electrolytes remains a significant challenge in P-SOFCs. The primary focus of this study is to develop an electrolyte material for P-SOFCs that is easy to synthesize using earth-abundant elements. For this reason, this research focuses on the easily synthesizable calcium titanate (CaTiO3) perovskite. Given that the ionic conductivity of CaTiO3 is insufficient at low temperatures, this study also involves doping the structure with transition metals vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and cobalt (Co) to enhance its protonic conductivity. Perovskites were synthesized using the sol-gel method and were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and scanning electron microscopy (SEM). To evaluate the electrolyte resistance electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements were performed across a temperature range of 400, 450, and 500°C. Measurements were conducted under air and hydrogen atmospheres to investigate the effects of environment and validate the protonic conductivity of the electrolyte. All four of the doped perovskites show lower electrolyte resistance than pure CaTiO3. In four of the doped CaTiO3, CTCr (CaTi0.95Cr0.05O3) showed the lowest electrolyte resistance and highest ionic conductivity in air and hydrogen.
Benzer Tezler
- Sodyum iyon piller için karbon takviyeli yenilikçi katot elektrotların sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of electrochemical properties of carbon reinforced innovative cathode electrode for sodium ion batteries
AYŞENUR ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Tekstil atıksularındaki boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için zno bazlı katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zno based catalysts for photocatalytic degradation of dyes in textile wastewater
BEYZA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK TÜTER
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU
- Geçirimli elektron mikroskopi (TEM) teknikleri ile SİAlON esaslı malzemelerin atomik ölçekte karakterizasyonu
Atomic scale characterization of SİAlON based materials through transmission electron microscopy (TEM) techniques
HİLMİ YURDAKUL
Doktora
Türkçe
2012
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET TURAN
- Investigation of infrared phosphorescence properties of chromium doped lanthanum gallogermanate phosphors sythesized by sol-gel method
Sol-gel yöntemi ile sentezlenen krom katkılı lantan galogermanat fosforlarının kızılötesi fosforesans özelliklerinin incelenmesi
BURCU CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Molten salt assisted self-assembly (MASA): Synthesis, characterization and solar cell performances of mesoporous silica-CdSe and titania-CdSe thin films
Eriyik tuz yardımlı kendiliğinden oluşma (EYKO): Mezogözenekli SiO2-CdSe ve TiO2-CdSe ince filmlerinin sentezi, karakterizasyonu ve güneş pili performansları
AHMET SELİM HAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER DAĞ