Slip döküm yönteminin katı oksit yakıt killerinde uygulanması ve özelliklerinin araştırılması

Abstract

Son yıllarda artan temiz enerji gereksinimi yakıt hücreleri teknolojisinde yapılan araştırmaların da artmasına sebep olmuştur. Hidrojen kaynağı olarak çeşitli yakıtların kullanıldığı yakıt pillerinde yüksek verimlilik ve sessiz çalışmanın yanı sıra çevre kirliği olmaksızın enerji üretimine imkân vermesi sayesinde gelecekte yaygın bir uygulama alanına sahip olacaktır. Bu tez çalışmasında Katı Oksit Yakıt Pili (KOYP) bileşenlerinin üretim yöntemlerine alternatif olarak slip döküm yöntemi denenmiştir. Şerit döküm ve haddeleme teknikleri uygulanarak üretilen anot ve katot plakalarının üzerine slip döküm yöntemiyle elektrolit katmanı üretilerek katı oksit yakıt pili üretiminde maliyeti uygun bir proses geliştirilmesi amaçlanmıştır. Katı oksit yakıt pillerinin (KOYP) sorunlarının başında yüksek sıcaklıkta çalışma ihtiyacı, üretim zorlukları ve yüksek maliyet gelmektedir. İleri teknoloji seramikleri olan KOYP bileşenlerinin üretim prosesleri pahalı ve zor tekniklerdir. Bu sebeple henüz yaygın kullanım alanı bulamamış ve ARGE çalışmaları genellikle maliyetleri düşürme yönünde olmuştur. Ni/YSZ ve LSM/YSZ tozlarından üretilen anot ve katot plakalarının porozite miktarları Archimedes prensibiyle ölçülmüştür. 1200o C ve 1350o C'de sinterlenen anot ve katot plakalarının %20-40 aralığında poroziteye sahip olduğu görülmüştür. 0,75mm kalınlıkta üretilen anot ve katot plakaları 15mm*15mm boyutlarında kesilerek sinterlenmiş ve xii daha sonra slip döküm yöntemiyle 8YSZ elektrolit katmanı uygulanmıştır. 1200o C, 1350o C ve 1450o C sıcaklıklarda sinterlenen yarı hücreler SEM analizi ile morfolojileri incelemiştir. SEM analizleri sonucunda üretilen numunelerin porozite boyutları ve dağılımları homojen olduğu görülmüştür. EDX analiziyle yarı hücrelerin elektrolit yüzeylerinde çizgisel analiz yapılarak yüzeyde elektrolit katmanın sürekli olduğu görülmüştür.