Fabrication and microstructural investigation of anode supported microtubular solid oxide fuel cell

Bu yüksek lisans çalışmasında, anot destekli mikro-tüp tipi katı oksit yakıt pili üretimi ve üretilen mikro-tüp katı oksit yakıt pilinin mikroyapı karakterizasyonu araştırılmıştır. En önemli parametre olan anot destek tabakasının üretiminde kullanılan parafin miktarı ağırlıkça %20, 25, 30, 35 ve 40 olarak denenmiştir. En uygun parafin miktarı, tayin edilen mikro-tüp katı oksit yakıt pillerinin farklı sinterleme sıcaklıklarındaki mikroyapıları incelenerek optimum gözeneklik ve mekanik dayanım baz alınarak belirlenmiştir. Üretilen anot destekler, hazırlanan elektrolit ve katot çözeltileri kullanılarak daldırma yöntemi ile kaplanmış ve sırasıyla 1300 ve 1100°C sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Numunelerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Elde edilen örnekler daha sonra akım toplayıcı olarak gümüş tel kullanılarak ve uygun sızdırmazlık malzemesi uygulanarak performans testine hazırlanmıştır. Sızdırmazlık malzemesi, kuruması için öncelikle oda sıcaklığında 1-4 saat arası bekletilmiş, kürleme işlemi ise sırasıyla 100 ve 250°C sıcaklıklarda ikişer saat süreyle gerçekleştirilmiştir. 5°C/dk hızıyla ısıtılan numune 650°C'de indirgenmeye başlanmış ve 800°C'de performans testlerine tabi tutulmuştur. Performans testleri sonucunda 150mL/dk saf hidrojen debisi ile 800°C'de 500mV voltaj altında, 1,84A akım çekilerek 920mW güç elde edilmiştir.In this MSc thesis study, fabrication of anode supported microtubular solid oxide fuel cells and their microstructural characterization are investigated. The paraffin ratio added to the anode support layer as being the most important layer is varied between 20-40 wt. %. The optimum paraffin ratio is determined based on the porosity and mechanical strenght by evaluating the microstructures of microtubular solid oxide fuel cells sintered at different sintering temperatures . Produced samples are coated by dip coating methode with prepared electrolyte and cathode solutions, which are sintered at 1300 and 1100°C temperatures, respectively. The microstructures of sintered cells are investigated via scanning electrone microscope. The samples then are prepared for performance tests using pure silver as a current collector and a sealing paste. For drying the sealing paste, samples are left to dry at room temperature for 1-4hours, then heated to 100°C and 250°C for 2 hours. Next, the samples are heated with 5°C/min. heating rate to 650°C for the reduction and the performance tests are performed at 800°C. As a result of the performance tests, at 500mV voltage and 1,84A current, 920mW power is obtained under 150mL/min hydrogen flow rate at 800°C