Nikel Temelli Katı Oksit Yakıt Pili Anotlarındaki Redoks Davranışının Mikroyapısal İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tolga Altan
Danışman: Selahattin Çelik
Özet:
KOYP anotlarında performans ve redoks
toleransı açısından optimum kompozisyon oranlarının belirlenmesi için sayısal
çalışmalar gerçekleştirilmiş ve bu kapsamda 3B sentetik mikroyapı üretimi
önerilmiştir. Dream.3D programı yardımı ile üretilen sentetik mikroyapıların mikro
ölçekli performans analizi COMSOL programı yardımı ile gerçekleştirilmiş olup
redoks analizlerinde ise mikro ölçekli modelleme için LS-DYNA programı kullanılmıştır.
En yüksek aktif TPB yoğunluğunu %30 Gözenek, %35 Ni ve %35 YSZ kompozisyon oranlarında;
en yüksek redoks toleransı ise %50 Gözenek, %15 Ni ve %35 YSZ durumunda elde
edilmiştir. Anot mikroyapısının incelenebilmesi ve redoks sürecinin TPB
üzerindeki etkilerinin deneysel olarak analiz edilebilmesi için ise üretilen
hücreler 30 redoks döngüsüne maruz bırakılmış ve her redoks adımı sonrası hücre
performans testleri ve empedans ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ardından seçilen
belirli redoks adımları sonrasında mikroyapısal analizlerin gerçekleştirileceği
2B görüntüler düşük voltaj FE-SEM tekniği ile elde edilmiştir. Görüntü işleme
sonrasında elde edilen hacimsel oran ve partikül boyutu/dağılımı verileri
sayesinde 3B mikroyapılar sentetik olarak üretilmiş ve TPB ölçümleri
gerçekleştirilmiştir. Bu sayede redoks sürecinin mikroyapısal performansa
etkisi incelenmiş ve hücre performansı ile TPB yoğunluğu arasındaki ilişkinin
deneysel olarak gözlemlenmesi amaçlanmıştır.