Katı oksit yakıt pili uygulamalarında kullanılmak üzere kompozit elektrolit sentezi üzerine çalışmalar

Abstract

Katı oksit yakıt pillerinin üretiminin gün geçtikçe artması ve bu pillerin maliyetinin düşürülmesi için düşük sıcaklıkta gerçekleşen yüksek performans içeren yeni pillerin üretilmesi gerekmektedir. Bunun gerçekleşebilmesi de elektrolit materyallerin yapılarının değiştirilmesine bağlıdır.Bu tez çalışmasında, Katı Oksit Yakıt Pilleri'nde kullanılabilecek farklı yapılarda ve morfolojilerde kompozit elektrolitler hidrotermal yöntemle elde edilmiştir. Sentez işlemleri iki stratejinin birleştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Kompozitlerin iyonik iletkenliği arttırıcı, yalıtkan katkının da karışık iletken oluşumunu engelleyici özelliklerini bir arada kullanarak elektrokimyasal olarak daha etkili yeni katı elektrolit malzemeler sentezlenmiştir. Bu amaçla, yalıtkan faz olarak KAlZn içeren (Ce-Gd-Sm)/karbonat/KAlZn ve (Ce-Gd)/karbonat/KAlZn kompozit elektrolitleri elde edilmiş ve yapısal olarak incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizlerden, yalıtkan katkının kompozitlerin yapısına girdiği belirlenmiştir.

In order to increase the production of Solid Oxide Fuel Cells and reduce the cost of these cells, it is necessary to produce new cells with high performance which occur at low temperature. The realization of this depends on the modification of the structures of the electrolytic materials.In this thesis, composite electrolytes were obtained by hydrothermal method in different structures and morphologies that could be used in Solid Oxide Fuel Cells. Synthesis was accomplished by combining the two strategies. By using both the ionic conductivity of the composites and the barrier properties of the insulator contribution to the formation of mixed conductors, new electrochemically more effective solid electrolyte materials were synthesized. For this purpose, (Ce-Gd-Sm)/carbonate/KAlZn and (Ce-Gd)/carbonate/KAlZn composite electrolytes containing KAlZn as the insulator phase were obtained and investigated structurally. From the analysis, it was determined that the insulator contribution participates in the structure of the composites.