Development of novel electrolyte and anode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cell
Katı oksit yakıt pilleri için yeni elektrolit ve anot malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 387416
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. OKTAY DEMİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Katı oksit yakıt hücreleri (KOYH) yüksek sıcaklıklarda, yakıtın kimyasal enerjisini daha kullanışlı elektrik enerjisine ceviren, enerji dönüşüm cihazlarıdır. Yüksek verimlilikleri ve kullanılan yakıtların çeşitliliği ile enerji üretimi için gelecek vaat eden bir teknolojidir. Buna rağmen, maliyetli bir teknoloji olmakla beraber, çalışma sıcaklığını düşürmek için yeni materyaller geliştirilmelidir. KOYH sistemleri üç ana parçadan olusur, bunlar anot, elektrolit ve katotdur. Bu çalışmanın odak noktası ise, yeni elektrolit ve anot malzemeleri gelistirilmesi ve üretilmesidir. Geleneksel elektrolit materyali olan %8 Yitriya eklenmiş Zirkonya (YSZ) ile kıyasla, potansiyel elektrolit materyali olan %20 Gadolinyum eklenmiş Seryum oksitin (GDC) daha fazla elektronik iletkenliği vardır. GDC'ye farklı metallerin eklenmesi sayesinde elektrolit ve anot özellikleri geliştirilebilir. Bu çalışmada Titanyum, Vanadyum ve Mangan metalleri GDC'ye eklenmiştir, ayrıca Vanadyum sadece Seryum oksite eklenmiştir. Dört nokta iletkenlik testi ve Elektrokimyasal İmpedans Spektroskopisi (EIS) sonuçlarına göre %1 Vanadyum eklenmiş Seryum oksitin daha yüksek iyonik ve daha düşük elektronik iletkenlik değeri olduğu bulunmuştur. Buna bağlı olarak, orta sıcaklıkta çalışan KOYH için bu maddenin elektrolit olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Bir başka çalışma da Vanadyum ve Mangan metallerinin, ticari Nikel-YSZ (Ni-YSZ) anot, YSZ elektrolit, Lantanum Strontiyum Mangan (LSM) katot disklerinin anot tarafına damlatma yoluyla eklenmesidir. Çıkan sonuçları özetlemek gerekirse, hücreye Vanadyum eklendikten sonra hücrenin performansındaki güç yoğunluğu % 25 oranında artmıştır, Mangan eklendikten sonra da % 145 oranında artış olmıştur. Anot tarafına Mangan eklenmesinin KOYH sisteminin performansına önemli ölçüde etkisi vardır.
Özet (Çeviri)
Solid oxide fuel cells (SOFC) are energy conversion devices by transforming the chemical energy of fuel into more usable electrical energy at high temperatures. Their higher efficiency and fuel flexibility make them a promising candidate for energy production in various fields. However, the new materials should be developed in order to decrease the material cost and lower the operating temperatures of SOFC systems. SOFC system consists of three main components, an anode, electrolyte and cathode. This study mainly focuses on manufacturing novel electrolyte and anode materials for SOFC. The potential electrolyte material, 20 % Gadolinium doped Ceria (GDC) has higher ionic conductivity compared to conventional electrolyte material 8 % Yttria stabilized Zirconia (YSZ), but GDC has relatively higher electrical conductivity which is undesirable for an electrolyte material. Doping GDC with other metals can improve its properties as an electrolyte or an anode. In this study, Titanium, Vanadium and Manganese is doped to GDC and also Vanadium is doped to Ceria only. According to Four Probe measurements and EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy), 1 % Vanadium doped Ceria has higher ionic and lower electrical conductivity values so that it can be used as an electrolyte for an intermediate temperature SOFC. Additional study was on impregnation of Vanadium and Manganese metals on the anode side of the commercial Nickel-YSZ (Ni-YSZ) anode, YSZ electrolyte, and Lantanum Strontium Manganese (LSM) cathode fuel cells. Power density of the fuel cell increased 25 % after Vanadium impregnation, and the power density increased 145 % increased after Manganese impregnation. Manganese impregnation on the anode side has a significant impact on the performance of a SOFC.
Benzer Tezler
- Development of a static fourier transform spectrometer and real-time substrates for surface enhanced raman scattering
Statik fourier dönüşüm spektrometresi ve gerçek zamanda yüzey geliştirilmiş raman saçılması substratı geliştirilmesi
BEHZAD SARDARI GHOJEHBEIGLOU
- The production of azole functional novel proton conductive membranes for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) applications
Polimer elektrolit membran yakıt hücresi uygulamaları için azol fonksiyonlu yeni proton iletken membranların hazırlanması
DENİZ SİNİRLİOĞLU
Doktora
İngilizce
2016
KimyaFatih ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ EKREM MÜFTÜOĞLU
PROF. DR. AYHAN BOZKURT
- Metalurjik olarak hazırlanan Au-Pd elektrodların katalitik özelliklerinin incelenmesi
Characterization of catalytic behaviours of metallurgically casted Au-Pd electrodes
CANPOLAT ÖZDEN
- Electrocatalyst development and modeling of nonisothermal two-phase flow for PEM fuel cells
PEM yakıt pili için elektrokatalizör geliştirilmesi ve izotermal olmayan iki fazlı akışın modellenmesi
BERKER FIÇICILAR
Doktora
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Development of novel proton conducting polymer membranes and investigation of their structure-property relationship
Yeni proton iletken polimer membranların geliştirilmesi ve membrandaki yapı-özellik ilişkisinin incelenmesi
ÇİĞDEM BİLİR
Doktora
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT TUNCA
PROF. DR. ADEM LEVEND DEMİREL
