Anot destekli katı oksit yakıt hücrelerinde anot fonksiyonel tabakasının hücre performansına etkisi ve hücre performansını geliştirmesi

Abstract

Gün geçtikçe artan enerji talebi insanlığı yeni kaynaklar aramaya yöneltmiştir. Araştırmacılar, Katı Oksit Yakıt Hücreler (KOYH) gibi yüksek verimli cihazlara çalışmaya başlamıştır. Katı oksit yakıt hücresi, hidrojen ve hidrokarbonlar gibi bir yakıtın oksidasyonu yoluyla elektrik üreten bir elektrokimyasal cihazdır. Katı oksit yakıt hücreleri genel olarak düzlemsel ve boru tipi olarak üretilirler. Bu hücreler kendi aralarında da farklılık göstermektedirler. Sızdırmazlık sorunlarının minimum indirgemesi, daha hızlı başlama süresine sahip olması ve mekanik dayanıklılıklarının daha iyi olması nedeniyle Boru Tipi Katı Oksit Yakıt Hücreleri, Düzlemsel Katı Oksit Yakıt Hücrelerine göre daha çok tercih edilir. Boru tipi yakıt hücresinin iç kısmı anottan oluşur. Bu anot tabakanın üzerine elektrolit, daha sonra dış kısmına katot kaplanır. Ve böylelikle boru tipi katı yakıt hücresi üç katmandan oluşacak şekilde üretilir. Anot Fonksiyonel tabaka (AFT) ise Anot ile Elektrolit tabakaları arasında daldırarak kaplama yöntemiyle kaplanarak elde edilir. Literatüre göre, Anot fonksiyonel tabaka, hücre iletkenliğini arttırır ayrıca anot ve elektrolit arasındaki termal genleşme uyumsuzluklarını azalttığı gözlemlenecektir. Bu çalışma da anot fonksiyonel tabakanın, hücre performansına etkisi ve hücre performansını geliştirmesi incelenecektir. Daldırarak kaplama parametrelerine bağlı olarak, AFT kalınlıklarının ve mikro yapılarının hücrelerin elektriksel performansına etkileri incelenecektir.

Energy demand that increases with each passing day has made humanity prompt to search new resources. Researchers have been started to study on high efficiency devices such as Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) in order to supply with this increased energy demand. The SOFC is an electrochemical device which produces electricity by oxidation of the hydrogen and hydrocarbons. SOFCs are generally produced as the shape of planar and tubular.These cells have their own characteristics thus they differ among themselves. Tubular Solid Oxide Fuel Cells are more preferable over Planar Solid Oxide Fuel Cells due to their minimum sealing problems, their more rapid start-up and their better mechanical strength. The inner part of the tubular fuel cell consists of anode. The electrolyte is coated over the anode and then the cathode is coated on the outer layer. Thus, the tubular fuel cells are produced to consist of three layers.On the other side, Anode Functional Layer (AFL) is produced by dip coating between the anode and the electrolyte layers. In the literature, AFL increases the cell conductivity, also AFL reduces thermal expansion mismatches between the anode and the electrolyte. In this study, the effect of AFL on the cell performance and the development of cell performance will be examined. The effects of Anode Functional Layer's thickness and its microstructure on the electrical performance of the cells will be investigated by depending on dip coating parameters.