GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI

Selahattin Çelik; Tolga Altan

doi:10.28948/ngumuh.608911

GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI

Öz

Katı oksit yakıt pillerinde (KOYP) hücre performansının düşmesinin en önemli nedenlerinden biri anot elektrotunun bozulmasıdır. Anot mikro yapısının iyileştirilmesi için çok uzun süreçli deneyler yapılması gerektiğinin yanı sıra sayısal model geliştirerek sonuçların tahmin edilmesi de mümkün olabilmektedir. Fakat sayısal modeller genelde makro ölçekte yapıldığı için mikro yapıyı tam olarak temsil edememektedir. Yeni bir teknik olan Güçlendirilmiş İyon Bombardımanı ve Taramalı Elektron Mikroskobunun (FIB-SEM ) birlikte kullanılması ile KOYP anot mikro yapısının üç boyutlu görüntüsü elde edilebilmektedir. Böylece gerçek mikroyapı üzerindeki sayısal çalışmaların yapılması mümkün hale gelmektedir. Bu çalışmada FIB-SEM tekniği kullanarak laboratuvar ölçeğinde imal edilmiş bir KOYP hücresinin anot elektrotunun üç boyutlu mikro yapısının elde ediliş basamakları gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Katı oksit yakıt pili,anot mikro yapısı,güçlendirilmiş iyon bombardımanı,taramalı elektron mikroskobu

Kaynakça

[1] GREW, K.N., PERACCHIO, A.A., CHIU, W.K.S., “Characterization and analysis methods for the examination of the heterogeneous solid oxide fuel cell electrode microstructure, Part 2 : Quantitative measurement of the microstructure and contributions to transport losses”, Journal of Power Sources, 195, 7943-7958, 2010.
[2] WILSON, J.R., KOBSIRIPHAT, W., MENDOZA, R., CHEN, H. Y., HILLER, J.M., MILLER, D.J., THORNTON, K., VOORHEES, P.W., ALDER, S.B., BARNETT, S.A., “Three dimensional reconstruction of a solid-oxide fuel-cell anode”, Nature Materials, 5, 541-544, 2006.
[3] BARNETT, S.A., WILSON, J.R., KOBSIRIPHAT,W., CHEN, H.Y., MENDOZA, R. J., HILLER, M., MILLER, D.J., THORNTON, K., VOORHEES, P.W., ALDER, S.B., “Three dimensional analysis of solid oxide fuel cells using Focused ion beam- Scanning electron microscopy”, Microsc. Microanal., 13, 596-597, 2007.
[4] D. GOSTOVIC, J.R. SMITH, D.P. KUNDINGER, K.S. JONES, E.D. WASHMAN, “Three-dimensional reconstruction of porous LSCF cathodes”, Electrochem. Solid-State Lett., 10 (12), 214-217, 2007.
[5] L. HOLZER, B. MUNCH, B. IWANSCHITZ, M. CANTONI, T. HOCKER, T. GRAULE, “Quantitative relationships between composition, particle size, triple phase boundary length and surface area in Ni-cermet for Solid Oxide Fuel Cells”, Journal of Power Sources, 196, 7076-7089, 2011.
[6] L. HOLZER, B. MUENCH, M. WEGMANN, P.H. GASSER, R.J. FLATT, “FIB-nanotomography of particulate systems – Part 1 : Particle shape and topology of interfaces”, J. Am. Ceram. Soc., 89, 2577-2585, 2006.
[7] VIVET, N., CHUPIN, S., ESTRADE, E., RICHARD, A., BONNAMY, S., ROCHAIS, D., BRUNETON, E., “Effect of Ni content in SOFC Ni-YSZ cermets: A three-dimensional study by FIB-SEM tomography”, Journal of Power Sources, 196, 9989-9997, 2011.
[8] KANNO, D., SHIKAZONO, N., TAKAGI, N., MATSUZAKI, K., KASAGI, N., “Evaluation of SOFC anode polarization simulation using three-dimensional microstructures reconstructed by FIB tomography”, Electrochimica Acta, 56, 4015-4021, 2011.

[9] VIVET, N., CHUPIN, S., ESTRADE, E., PIQUERO, T., POMMIER, P.L., ROCHAIS, D., BRUNETON, E., “3D Microstructural characterization of a solid oxide fuel cell anode reconstructed by focused ion beam tomography”, Journal of Power Sources, 196, 7541-7549, 2011.
[10] SHEARING, P.R., CAI, Q., GOLBERT, J.I., YUFIT, V., ADJIMAN, C.S., BRANDON, N.P., “Microstructural analysis of a solid oxide fuel cell anode using focused ion beam techniques coupled with electrochemical simulation”, Journal of Power Sources, 195, 4804-4810, 2010.
[11] DORASWAMI, U., SHEARING, P., DROUSHIOTIS, N., LI, K., BRANDON, N.P., KELSALL, G.H., “Modelling the effects of measured anode triple-phase boundary densities on the performance of micro-tubular hollow fiber SOFCs”, Solid State Ionics, 192, 494-500, 2011.
[12] CLAGUE, R., SHEARING, P.R., LEE, P.D., ZHANG, Z., BRETT, D.J.L., MARQUIS, A.J., BRANDON, N.P., “Stress analysis of solid oxide fuel cell anode microstructure reconstructed from focused ion beam tomography”, Journal of Power Sources, 196, 9018-9021, 2011.
[13] GUNDA, N. S. K., CHOI, H.W., BERSON, A., KENNEY, B., KARAN, K., PHAROAH, J. G., MITRA, S. K., “Focused ion beam-scanning electron microscopy on solid-oxide fuel-cell electrode: Image analysis and computing effective transport properties”, Journal of Power Sources, 196, 3592-3603, 2011.
[14] CARRARO, T., JOOS, J., RÜGER, B., WEBER, A., IVERS-TIFFÉE, E., “3D finite element model for reconstructed mixed-conducting cathodes: I. Performance quantification”, Electrochimica Acta, 77, 315-323, 2012.
[15] IWAI, H., SHIKAZONO, N., MATSUI, T., TESHIMA, H., KISHIMOTO, M., KISHIDA, R., HAYASHI, D., MATSUZAKI, K., KANNO, D., SAITO, M., MUROYAMA, H., EGUCHI, K., KASAGI, N., YOSHIDA, H., “Quantification of SOFC anode microstructure based on dual beam FIB-SEM technique”, Journal of Power Sources, 195, 955-961, 2010.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Selahattin Çelik ^*
0000-0002-7306-9784
Türkiye

Tolga Altan Bu kişi benim
0000-0001-7586-7758
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

30 Ocak 2020

Gönderilme Tarihi

21 Ağustos 2019

Kabul Tarihi

26 Ekim 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 9 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.28948/ngumuh.608911

IZ

https://izlik.org/JA49LH28CB

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Çelik, S., & Altan, T. (2020). GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(1), 518-527. https://doi.org/10.28948/ngumuh.608911

AMA

1.Çelik S, Altan T. GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2020;9(1):518-527. doi:10.28948/ngumuh.608911

Chicago

Çelik, Selahattin, ve Tolga Altan. 2020. “GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 9 (1): 518-27. https://doi.org/10.28948/ngumuh.608911.

EndNote

Çelik S, Altan T (01 Ocak 2020) GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 9 1 518–527.

IEEE

[1]S. Çelik ve T. Altan, “GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 9, sy 1, ss. 518–527, Oca. 2020, doi: 10.28948/ngumuh.608911.

ISNAD

Çelik, Selahattin - Altan, Tolga. “GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 9/1 (01 Ocak 2020): 518-527. https://doi.org/10.28948/ngumuh.608911.

JAMA

1.Çelik S, Altan T. GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2020;9:518–527.

MLA

Çelik, Selahattin, ve Tolga Altan. “GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 9, sy 1, Ocak 2020, ss. 518-27, doi:10.28948/ngumuh.608911.

Vancouver

1.Selahattin Çelik, Tolga Altan. GÜÇLENDİRİLMİŞ İYON BOMBARDIMANI ve TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU ile KATI OKSİT YAKIT PİLİNİN ÜÇ BOYUTLU ANOT MİKRO YAPISININ OLUŞTURULMASI. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 01 Ocak 2020;9(1):518-27. doi:10.28948/ngumuh.608911