Katı oksit yakıt pilleri için metalik olmayan elyaf takviyeli cam-seramik sızdırmazlık malzemelerinin performanslarının incelenmesi
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
Katı oksit yakıt pillerinde sızdırmazlık elemanı yakıt ve oksitleyicinin sızıntılarını veya doğrudan karışmasını önleme ve hücre performansının sürdürülebilmesi için kritik öneme sahiptir. Katı oksit yakıt pillerinin yüksek sıcaklık gerektiren çalışma koşulları uygun sızdırmazlık malzemesi sorununu da beraberinde getirmektedir. Tez kapsamında katı oksit yakıt pillerinde yaygın kullanıma sahip cam-seramik sızdırmazlık elemanının üretimi başarı ile gerçekleştirilmiş ve cam-seramik sızdırmazlık elemanının performansının iyileştirilmesi amacıyla metalik olmayan fiber takviyeli cam-seramik kullanımı test edilmiştir. Bazalt fiber, kevlar fiber, cam fiber ve karbon fiber ile takviye edilmiş olan fiber/cam-seramik kompozitlerinin sızdırmazlık elemanı olarak kullanımı deneysel olarak incelenmiştir. Her bir durum ayrıca termal döngü aşamalarına tabi tutulmuştur. Yapışma mukavemeti, mikroyapı ve XRD analizlerinin ışığında karbon fiber takviyeli cam-seramik sızdırmazlık elemanının standart cam-seramik sızdırmazlık elemanına göre %45 performans iyileşmesi sunduğu tespit edilmiştir.
In solid oxide fuel cells, the sealing element is critical to prevent leakage or direct mixing of fuel and oxidant and to maintain the cell performance. The high-temperature operating conditions of solid oxide fuel cells bring about the problem of selecting suitable sealing materials. In this thesis, glass-ceramic based sealing element, which is widely used in solid oxide fuel cells, is successfully fabricated and the use of non-metallic fiber-reinforced glass-ceramic element is tested to improve the sealing performance. Fiber/glass-ceramic composites reinforced with basalt fiber, kevlar fiber, glass fiber and carbon fiber as a sealant are experimentally investigated. Each case is also subjected to thermal cycles. Based on bonding strength, microstructure and XRD analyses, it is found that the carbon fiber-reinforced glass-ceramic seal offers 45% performance improvement over the pristine glass-ceramic sealant.
In solid oxide fuel cells, the sealing element is critical to prevent leakage or direct mixing of fuel and oxidant and to maintain the cell performance. The high-temperature operating conditions of solid oxide fuel cells bring about the problem of selecting suitable sealing materials. In this thesis, glass-ceramic based sealing element, which is widely used in solid oxide fuel cells, is successfully fabricated and the use of non-metallic fiber-reinforced glass-ceramic element is tested to improve the sealing performance. Fiber/glass-ceramic composites reinforced with basalt fiber, kevlar fiber, glass fiber and carbon fiber as a sealant are experimentally investigated. Each case is also subjected to thermal cycles. Based on bonding strength, microstructure and XRD analyses, it is found that the carbon fiber-reinforced glass-ceramic seal offers 45% performance improvement over the pristine glass-ceramic sealant.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy, Makine Mühendisliği
