EN
TR
Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi
Öz
Bu çalışmada şerit döküm yöntemi ile imal edilen katı oksit yakıt pili (KOYP) elektrolit tabakaları metal bir elek ile birlikte farklı izostatik pres basınçları (10-60 MPa) altında preslenerek elektrolit üzerinde yüzey desenleri oluşturulmuştur. İzostatik pres basıncının etkileri; profilometre, performans, empedans ve mikroskop analizleri ile incelenmiştir. Elektrokimyasal ölçümler desenli elektrolite sahip bütün hücrelerin referans hücreden daha yüksek bir performans ortaya koyduğunu göstermiştir. Gerçekleştirilen analizler hücre performansındaki iyileşmenin desenleme ile artan elektrolit-elektrot arayüzey alanlarının yanı sıra lokal olarak azalan elektrolit kalınlığının da bir sonucu olduğunu ortaya çıkarmıştır. 0.373 W/cm2 ile en yüksek performansı ise 30 MPa basınçta preslenen desenli elektrolite sahip hücre sergilemiştir. Referans hücre için bu değer 0.320 W/cm2 olarak ölçülmüştür. Daha yüksek pres basınçlarında ise artan desen derinliğine bağlı olarak özellikle katot bölgesinde elektrolite kadar uzanan çatlaklar tespit edilmiştir. Bu çatlaklar, arayüzey alanındaki artışla artması beklenen elektrokimyasal reaksiyon bölgelerindeki iyileşmeyi sınırlayarak performans kayıplarına neden olmuştur.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- M. Brown, S. Primdahl and M. Mogensen, Structure/performance relations for Ni/yttria‐stabilized zirconia anodes for solid oxide fuel cells. Journal of The Electrochemical Society, 147, 475-485, 2000. https://doi.org/10.1149/1.1393220.
- M. Kishimoto, H. Iwai, M. Saito and H. Yoshida, Characteristic length of oxide-ion conduction for prediction of active thickness in SOFC anode. ECS Transactions, 57, 2515-2525, 2013. https://doi.org/10.1149/05701.2515ecst.
- K. Yuan, Y. Ji and J.N. Chung, Physics-based modeling of a low-temperature solid oxide fuel cell with consideration of microstructure and interfacial effects. Journal of Power Sources, 194, 908-919, 2009. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.05.045.
- T. Kenjo, S. Osawa and K. Fujikawa, High temperature air cathodes containing ion conductive oxides. Journal of The Electrochemical Society, 138, 349-355, 1991. https://doi.org/10.1149/1.2085587.
- A. Konno, H. Iwai, M. Saito and H. Yoshida, Effect of characteristic lengths of electron, ion, and gas diffusion on electrode performance and electrochemical reaction area in a solid oxide fuel cell. Heat Transfer, 41, 700-718, 2012. https://doi.org/10.1002/htj.20373.
- H. Dai, S. He, H. Chen and L. Guo, A novel method of modifying electrolyte surface at mesoscale for intermediate-temperature solid oxide fuel cells. Ceramics International, 42, 2045-2050, 2016. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.09.057.
- X. M. Wang, C. J. Li, C. X. Li and G. J. Yang, Microstructure and electrochemical behavior of a structured electrolyte/LSM-cathode interface modified by flame spraying for solid oxide fuel cell application. Journal of Thermal Spray Technology, 19, 311-316, 2010. https://doi.org/10.1007/s11666-009-9373-7.
- C. Lee, S. S. Shin, J. Choi, J. Kim, J. W. Son, M. Choi and H. H. Shin, A micro-patterned electrode/electrolyte interface fabricated by soft-lithography for facile oxygen reduction in solid oxide fuel cells. Journal of Materials Chemistry A, 8, 16534-16541, 2020. https://doi.org/10.1039/D0TA03997G.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliği
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Yayımlanma Tarihi
15 Ocak 2023
Gönderilme Tarihi
13 Eylül 2022
Kabul Tarihi
19 Ekim 2022
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2023 Cilt: 12 Sayı: 1
APA
Timurkutluk, Ç. (2023). Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(1), 289-296. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1174595
AMA
1.Timurkutluk Ç. Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2023;12(1):289-296. doi:10.28948/ngumuh.1174595
Chicago
Timurkutluk, Çiğdem. 2023. “Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12 (1): 289-96. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1174595.
EndNote
Timurkutluk Ç (01 Ocak 2023) Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12 1 289–296.
IEEE
[1]Ç. Timurkutluk, “Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 12, sy 1, ss. 289–296, Oca. 2023, doi: 10.28948/ngumuh.1174595.
ISNAD
Timurkutluk, Çiğdem. “Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12/1 (01 Ocak 2023): 289-296. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1174595.
JAMA
1.Timurkutluk Ç. Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2023;12:289–296.
MLA
Timurkutluk, Çiğdem. “Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 12, sy 1, Ocak 2023, ss. 289-96, doi:10.28948/ngumuh.1174595.
Vancouver
1.Çiğdem Timurkutluk. Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 01 Ocak 2023;12(1):289-96. doi:10.28948/ngumuh.1174595