Research Article

Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı

Volume: 15 Number: 1 January 31, 2023
EN TR

Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı

Abstract

Bu çalışmada, tek aşamalı ortak sinterleme yöntemiyle yapılan anot destekli, düzlemsel tek odacıklı katı oksit yakıt pilinin performansı test edilmiştir. Ek olarak, azaltılmış elektrolit kalınlığının ve arttırılan anot kalınlığının (sinterleme sırasında düşük eğrilik elde edilmesinde faydalı olduğu kanıtlandığından dolayı) pil performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Tüm piller katot, elektrolit ve anot olarak: gadolinyum katkılı seryum-lantan stronsiyum kobaltit ferrit CGO-LSCF, gadolinyum katkılı seryum (CGO) ve nikel oksit- gadolinyum katkılı seryumdan (NiO-CGO) oluşmuştur. Her bir pil farklı kalınlıkta ve farklı kalınlık oranlarında gözenekli ve çok katmanlı yapılar halinde yapılmıştır. Bu pillerin performansları 600˚C sıcaklıkta tek haznede metan-oksijen karışımlarında test edilmiştir. Bu çalışma kapsamında anot kalınlığı 800 µm, elektrolit kalınlığı 20 µm ve katot kalınlığı 40 µm olan nihai düzlemsel pilin maksimum güç yoğunluğu ve açık devre voltajı, metan-oksijen oranı (R)’nın 1 olduğu ortamda sırasıyla 30.69 mW cm-2 ve 0.71 V olarak elde edilmiştir.

Keywords

Katı oksit yakıt pili, Tek odacıklı, Ortak sinterleme, Pil imalatı, Pil performansı

Supporting Institution

Çalışma; TC Milli Eğitim Bakanlığı, EPSRC'nin Hindistan-İngiltere İşbirliğine Dayalı Araştırma Girişiminin “ Katı Oksit Yakıt Pillerinin Hızlandırılmış Yaşlanma ve Bozulmasının Modellenmesi” Projesi (EP/I037059/1) ve EPSRC'nin İngiltere-Kore Ortak Araştırma Etkinliğinin “KOYP Yığınlarının İzlenmesi ve Kontrolü İçin Yeni Tanılama Araçları ve Teknikleri” Pprojesi (EP/M02346X/1) tarafından desteklenmiştir

References

  1. Briault, P., Rieu, M., Laucournet, R., Morel, B., & Viricelle, J.-P. (2014). Anode supported single chamber solid oxide fuel cells operating in exhaust gases of thermal engine. Journal of Power Sources, 268, 356–364. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.06.061
  2. Bucher, E., & Sitte, W. (2004). Defect chemical modeling of (La, Sr)(Co, Fe)O3-δ. Journal of Electroceramics, 13(1–3), 779–784. https://doi.org/10.1007/s10832-004-5192-x
  3. Bucher, E., & Sitte, W. (2011). Long-term stability of the oxygen exchange properties of (La,Sr)1−z(Co,Fe)O3−δ in dry and wet atmospheres. Solid State Ionics, 192(1), 480–482. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.01.006
  4. Bucher, E., Sitte, W., Klauser, F., & Bertel, E. (2012). Impact of humid atmospheres on oxygen exchange properties, surface-near elemental composition, and surface morphology of La0.6Sr0.4CoO3-δ. Solid State Ionics, 208, 43–51. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2011.12.005
  5. Ding, C., Lin, H., Sato, K., Amezawa, K., Kawada, T., Mizusaki, J., & Hashida, T. (2010). Effect of thickness of Gd0.1Ce0.9O1.95 electrolyte films on electrical performance of anode-supported solid oxide fuel cells. Journal of Power Sources, 195(17), 5487–5492. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.03.075
  6. Guo, Y., Bessaa, M., Aguado, S., Steil, M. C., Rembelski, D., Rieu, M., … Farrusseng, D. (2013). An all porous solid oxide fuel cell (SOFC): a bridging technology between dual and single chamber SOFCs. Energy & Environmental Science, 6(7), 2119. https://doi.org/10.1039/c3ee40131f
  7. Hao, Y., Shao, Z., Mederos, J., Lai, W., Goodwin, D. G., & Haile, S. M. (2006). Recent advances in single-chamber fuel-cells: Experiment and modeling. Solid State Ionics, 177(19–25), 2013–2021. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2006.05.008
  8. Hayd, J., Dieterle, L., Guntow, U., Gerthsen, D., & Ivers-Tiffée, E. (2011). Nanoscaled La0.6Sr0.4CoO3-δ as intermediate temperature solid oxide fuel cell cathode: Microstructure and electrochemical performance. Journal of Power Sources, 196(17), 7263–7270. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.11.147
  9. Hibino, T., Hashimoto, A., Inoue, T., Tokuno, J., Yoshida, S., & Sano, M. (2000). Single-chamber solid oxide fuel cells at ıntermediate temperatures with various hydrocarbon-air mixtures. Journal of The Electrochemical Society, 147(8), 2888–2892. https://doi.org/10.1149/1.1393621
  10. Hibino, T., Tsunekawa, H., Tanimoto, S., & Sano, M. (2000). Improvement of a single-chamber solid-oxide fuel cell and evaluation of new cell designs. Journal of The Electrochemical Society, 147(4), 1338. https://doi.org/10.1149/1.1393359
APA
Sayan, Y., Kim, J.- sik, & Wu, H. (2023). Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı. International Journal of Engineering Research and Development, 15(1), 195-211. https://izlik.org/JA53KU95FD
AMA
1.Sayan Y, Kim J sik, Wu H. Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı. IJERAD. 2023;15(1):195-211. https://izlik.org/JA53KU95FD
Chicago
Sayan, Yunus, Jung-sik Kim, and Houzheng Wu. 2023. “Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı”. International Journal of Engineering Research and Development 15 (1): 195-211. https://izlik.org/JA53KU95FD.
EndNote
Sayan Y, Kim J- sik, Wu H (January 1, 2023) Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı. International Journal of Engineering Research and Development 15 1 195–211.
IEEE
[1]Y. Sayan, J.- sik Kim, and H. Wu, “Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı”, IJERAD, vol. 15, no. 1, pp. 195–211, Jan. 2023, [Online]. Available: https://izlik.org/JA53KU95FD
ISNAD
Sayan, Yunus - Kim, Jung-sik - Wu, Houzheng. “Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı”. International Journal of Engineering Research and Development 15/1 (January 1, 2023): 195-211. https://izlik.org/JA53KU95FD.
JAMA
1.Sayan Y, Kim J- sik, Wu H. Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı. IJERAD. 2023;15:195–211.
MLA
Sayan, Yunus, et al. “Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 15, no. 1, Jan. 2023, pp. 195-11, https://izlik.org/JA53KU95FD.
Vancouver
1.Yunus Sayan, Jung-sik Kim, Houzheng Wu. Tek Aşamalı Ortak Sinterleme Yapılarak Çeşitli Kalınlıklarda Üretilen Tek Odacıklı Anot Destekli Katı Oksit Yakıt Pillerinin Performansı. IJERAD [Internet]. 2023 Jan. 1;15(1):195-211. Available from: https://izlik.org/JA53KU95FD