Katı oksit yakıt hücreleri için yeni nesil anot, katot ve elektrolit nano tozları üretimi

Abstract

Hızla artan dünya nüfusu ve enerji tüketimi beraberinde enerji sektörü için değerli olan petrol ve kömür gibi rezervlerin azalmasına sebep olmuştur. Her geçen yıl sürekli artan enerji talebi ve azalan fosil yakıt rezervleri beraberinde insanlığı farklı yollardan enerji üretimi arayışlarına sevk etmiştir. Son yıllarda tercih edilen yeni enerji üretim yollarından bir tanesi de yakıt hücreleridir. Yakıt hücresi çeşitleri arasında Katı Oksit Yakıt Hücreleri (KOYH); çok yüksek enerji üretim kapasiteleri ve verimlilikleri, düşük emisyon miktarları ve geniş bir yelpaze de yakıt beslenebilme özellikleriyle araştırmacıların ilgisini çekmeye devam etmektedir. Bu tez çalışmasında iyi termal şok direncine, yüksek mekanik mukavemete, kolay sızdırmazlığa ve yüksek hacimde üretime uygun özellikteki boru şeklinde ki KOYH çeşidi için kullanılmak amacıyla yeni nesil anot, katot ve elektrolit tozları sentezlenmiştir. Glisin Nitrat Prosesi (GNP) ile farklı kompozisyonlara sahip tozlar sentezlenmiştir. Sentezlenen tozların karakterizasyonu XRD (X-Ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy), DSC (Differential Scanning Calorimetry) , TGA (Thermo Gravimetric Analysis) ve Tane Boyu ölçüm cihazlarıyla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tozların yüksek homojeniteye sahip oldukları ve tane boyutlarının da oldukça küçük olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan karakterizasyon çalışmalarının sonuçları ise çalışmada detaylı bir şekilde sunulmuştur.

Rapidly growing world population and parallelly energy consumption has been causing a lack in reserves such as oil and coal. Day by day, along continually increasing energy demand and declining reserves of fossil fuels has led people to seek production of energy in different ways. Fuel cell is one of the preferred ways of energy production in recent years. Among the types of fuel cells Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) that has a very high-energy production capacity and efficiency with low emissions and a fuel can be supplied in a wide range of features, still attracts the researchers. In this study anode, cathode and electrolyte powders were synthesized for using tubular type of SOFC that have a good thermal shock resistance, high mechanical strength, easy sealing. Powders which have different compositions were synthesized by Glycine Nitrate Process (GNP). Characterizations of the synthesized powders were performed by XRD, SEM, TEM, DSC, TGA and Nano Sizer. The resulting powders were observed that has a high homogeneity and small grain size. The results of the characterization studies are detailed in the thesis.