Slip döküm yönteminin katı oksit yakıt killerinde uygulanması ve özelliklerinin araştırılması
Application of slip casting method on solid oxide fuel cells 
and investigation properties
Yazar: RAŞİT SEZER
Danışman: PROF. DR. AHMET EKERİM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
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. 1200oC ve 1350oC?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 xiidaha sonra slip döküm yöntemiyle 8YSZ elektrolit katmanı uygulanmıştır. 1200oC, 1350oC ve 1450oC 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. Anahtar Kelimeler: Katı Oksit Yakıt Pili, Slip Döküm, Anot, Katot, Elektrolit

Abstract:
In recent years, the growing of need for clean energy has led to an increase of researches in fuel cell technology. Various fuels are used as a source of hydrogen fuel cells, as well as high efficiency and quiet without environmental pollution in the field of energy production in the future will have a common field of application.In this thesis study, slip casting method has been tested as an alternative production method for Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) components. It is aimed to develop an appropriate process in the cost of production of solid oxide fuel cell with slip casting method by producing the electrolyte layer on the anode and cathode plates that produced by applying tape casting and calendering techniques.At the beginning of the problems of solid oxide fuel cells (SOFC) means the need to work at high temperature, difficulties and high cost of production. Productions processing of SOFC components which are advanced technology ceramics are expensive and difficult techniques. For this reason, yet has not found widespread use, so in research and development works generally has been to reduce costs.The porosity ranges of anode and cathode plates are produced from Ni/YSZ and LSMYSZ powders are measured by Archimedes technique. The porosity of anode and cathode plates, sintered in 1200 oC and 1350 oC, are found to have the range of %20-xiv40. The anode and cathode plates, are produced 0,75 mm thick, are cut in the size of 15mm*15mm and sintered. After that 8YSZ electrolyte layer is applied with the slip casting technique. Morphologies of the half-cells, sintered at 1200oC, 1350oC and 1450oC, are examined by SEM analysis. As a result of SEM analysis the size and distribution of the porosity samples are observed as homogeneous. By performing linear analysis with EDX analysis on the electrolyte surface of the half-cell, is seen that the constant electrolyte layer has been.Keywords: Solid Oxide Fuel Cell, Slip Casting, Anode, Cathode, Electrolyte