Katı oksit yakıt pili elektrotlarının mikroyapısal tasarımı
Microstructural designing of solid oxide fuel cell electrodes
- Tez No: 929114
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Literatürde katı oksit yakıt pili (KOYP) elektrotları üzerine yapılan deneysel çalışmalarda çeşitli bileşimler incelenirken, teorik modellemelerde ise tek tip parçacık boyutları veya belirli mikroyapılar araştırılmış ve genellikle sentezlenmiş veya ticari tozların doğasında yer alan karmaşıklıklar ve değişkenlikler de hesaba katılmamıştır. Bu tez çalışması, ticari tozların gerçek parçacık boyutu dağılımlarını kullanarak sentetik olarak üretilen üç boyutlu (3B) KOYP elektrotlarının optimum bileşimlerini belirlemek için ortaya çıkan üçlü faz sınır (ÜFS) oluşumlarını hesaplamaya dayanan bir yöntem sunarak literatürdeki boşlukları doldurmaktadır. Bu kapsamda, piyasada bulunan ve KOYP'lerde yaygın olarak kullanılan NiO, LSM ve YSZ tozlarının parçacık boyutu dağılımları ölçülmüş ve elde edilen veriler farklı bileşimlere sahip çeşitli sanal elektrot mikroyapılarını üretmek için kullanılmıştır. Sonuçlar, aktif ÜFS yoğunluğunun ince tozlar kullanılarak artırılabileceğini göstermektedir. Fazların hacim oranlarının oldukça önemli olmasının yanısıra fazların sürekliliğini belirleyen parçacık boyutunun da bir o kadar kritik olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, incelenen elektrotların optimum bileşimi başlangıçtaki tozların özelliklerine bağlı olarak değişmiştir. Bu bağlamda, bir fazın parçacık boyutu ne kadar büyükse, yüksek performans elde etmek için hacim oranının da o kadar büyük olması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Experimental investigations on solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes in the literature have explored various compositions, while theoretical modeling has primarily focused on uniform particle sizes or specific microstructures, often disregarding the inherent complexities and variability of synthesized or commercial powders. This thesis fills gaps in the literature by presenting a method that quantitatively estimates the triple phase boundary (TPB) formations of synthetically generated 3D SOFC electrodes using the actual particle size distributions of commercial powders to determine their optimal compositions. Therefore, the particle size distributions of commercially available NiO, LSM, and YSZ powders commonly used in SOFCs are measured, and the obtained data are used to generate various virtual electrode microstructures with different compositions. The results indicate that the active TPB density can be increased by using fine powders. On the other hand, in addition to the importance of the solid volume ratio of the phases, the particle size, which determines the effective percolation of the phases, is also critical. Consequently, the optimal composition of the considered electrodes depends on the properties of the initial powders. In this regard, it is concluded that the larger the particle size of a phase, the larger the volume fraction must be to achieve high performance.
Benzer Tezler
- Katı oksit yakıt pili elektrotlarının mikroyapısal optimizasyonu
Microstructural optimization of solid oxide fuel cell electrodes
ALİ ARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Mikro-tüp katı oksit elektrolizör geliştirilmesi
Development of microtubular solid oxide electrolyzer
GÜLŞAH GERMEN TUTAŞ
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- Katı oksit yakıt pilleri için nanoyapılı elektrotların geliştirilmesi
Development of nano-structured electrodes for solid oxide fuel cells
FUAT YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA TİMURKUTLUK
- 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 membranlı yakıt pillerine yönelik LaSrNiO4 esaslı elektrotların termokimyasal analizi
Thermochemical analysis of LaSrNiO4 based electrodes on solid oxide fuel cells
ANIL ÇELEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK