Mikro-tüp katı oksit yakıt pillerinde GDC infiltrasyonunun elektrokimyasal performansa etkisi
Küçük Resim Yok
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında mikrotüp tasarımında üretilen KOYP'lerin anot ve katot elektrotlarına GDC infiltrasyonu gerçekleştirilerek elektrokimyasal performansına etkisi incelenmiştir. Ayrıca bekletme süresi, sinterleme sıcaklığı, infiltrasyon adım sayısı ve yükleme miktarı gibi parametreler üzerinde optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Elektrokimyasal performans ve empedans sonuçlarına göre GDC infiltre edilen hücrelerin performansında iyileşme olduğu görülmüştür. Bu iyileşme nano boyutlu GDC parçacıklarının gözenekli elektrotlara infiltre edilmesiyle, ekstra iyonik ve elektronik iletkenlik oluşturması sonucu aktif üçlü faz bölgelerinin artmasıyla sağlanmıştır. 800 °C çalışma sıcaklığında infiltrasyon prosedürü uygulanmayan standart hücrenin maksimum güç yoğunluğu 252,7 mW/cm2 iken optimizasyon çalışmaları tamamlandığında, 2,19 mg/cm2 GDC infiltre edilmiş hücrenin maksimum güç yoğunluğu yaklaşık iki kat artış göstererek 523,0 mW/cm2 olarak bulunmuştur. Böylece bu tez çalışması ile nano boyutlu GDC parçacıklarının infiltre edilmesi yoluyla yüksek performanslı mikrotüp KOYP hücreleri imal etmenin mümkün olduğu gösterilmiştir.
In this thesis, the effect of GDC infiltration in the anode and cathode electrodes of the SOFCs produced in microtubular design on the electrochemical performance is investigated. In addition, optimization studies are carried out for the parameters such as holding time, sintering temperature, number of infiltration steps and loading amount. According to the electrochemical performance and impedance results, it is observed that there is a significant improvement in the performance of GDC infiltrated cells. This improvement is achieved by infiltrating nano sized GDC particles into porous electrodes, increasing the active triple phase boundaries due to forming additional ionic and electronic conduction paths. While the maximum power density of a standard cell without infiltration procedure at an operating temperature of 800 °C is 252,7 mW/cm2, after the optimization studies, the maximum power density of 2,19 mg/cm2 GDC infiltrated cell is found to be 523,0 mW/cm2, almost doubling the performance. Thus, with this thesis, it is shown that it is possible to fabricate high-performance microtubular SOFCs by infiltrating nano-sized mixed conductor GDC particles.
In this thesis, the effect of GDC infiltration in the anode and cathode electrodes of the SOFCs produced in microtubular design on the electrochemical performance is investigated. In addition, optimization studies are carried out for the parameters such as holding time, sintering temperature, number of infiltration steps and loading amount. According to the electrochemical performance and impedance results, it is observed that there is a significant improvement in the performance of GDC infiltrated cells. This improvement is achieved by infiltrating nano sized GDC particles into porous electrodes, increasing the active triple phase boundaries due to forming additional ionic and electronic conduction paths. While the maximum power density of a standard cell without infiltration procedure at an operating temperature of 800 °C is 252,7 mW/cm2, after the optimization studies, the maximum power density of 2,19 mg/cm2 GDC infiltrated cell is found to be 523,0 mW/cm2, almost doubling the performance. Thus, with this thesis, it is shown that it is possible to fabricate high-performance microtubular SOFCs by infiltrating nano-sized mixed conductor GDC particles.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy
