Katı oksitli yakıt pilleri katot malzemeleri için La0.5Sr0.5Fey(M=Ni/Co)1-yO3  üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of La0.5Sr0.5Fey(M=Ni/Co)1-yO3 for solid oxide fuel cells cathode materials
Yazar: ALI ABDULAZEEZ A ABDULWAHHAB
Danışman: PROF. DR. SELMA ERAT
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı / Fen Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Son zamanlarda tüm dünyanın olumsuz etkilendiği iklim değişikliğinin temel sebeplerinden biri küresel ısınmayı attıran sera gazlarındaki artış olarak değerlendirilmektedir. Bu nedenle fosil yakıtların kullanımın azaltılması ve temiz enerjiye geçişin hayati rol oynadığı günümüzde artık yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımın arttırılması büyük önem arz etmektedir. Ayrıca, fosil yakıtla çalışan otomobillerin yerine artık ülkemizde de elektrikli araçlar üretilmeye başlanmıştır. Geleceğin teknolojisi olan hidrojen gün geçtikçe ülkemizde de önemi artmaya başlamıştır. Bu kapsamda Türkiye Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı "Türkiye Hidrojen Teknolojileri Stratejisi ve Yol Haritası" isimli raporu 19 Ocak 2023 tarihinde yayımlamıştır.
 	Hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı katı oksitli yakıt pilleri yakıttan doğrudan elektrik üreten elektrokimyasal aygıtlardır. Hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı katı oksitli yakıt pilleri çevre dostu, yüksek performanslı pillerdir. Katı oksit yakıt pilleri için mevcut standart çalışma sıcaklıkları 800°C ile 1000°C arasındadır ve bu kadar yüksek sıcaklığın ise yakıt hücrelerine zarar verdiği yani pil ömrünü düşürmektedir. Son zamanlardaki yapılan çalışmaların amacı orta sıcaklıkta (500°C -800°C) yüksek performansa sahip katı oksitli yakıt pili bileşenleri için yeni malzemeler geliştirmektedir. Katı oksitli yakıt pili bileşenleri anot, katot ve elektrolittir. Katı oksitli yakıt pillerinde yaygın olarak kullanılan katot malzemesi La1-xSrxMnO3 (LSM) olarak bilinmektedir. Yüksek sıcaklıklarda çalışan LSM malzemelerine alternatif olarak orta sıcaklık uygulamaları için LaFeO3 malzemesi potansiyel malzemeler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada LaSrFeO3 malzemesi farklı konsantrasyonlarda nikel ve kobalt katkılanarak hazırlanmıştır. Nikel ve Kobalt katkılamanın malzemenin kristalografik yapısını ve morfolojik yapısını nasıl etkilediği araştırılmıştır. Katı hal yöntemi ile hazırlanan malzemeler x-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımı X-Işını Analizi (EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) yöntemleri ile karakterize edilmiştir.

Abstract:
One of the main causes of climate change, which has recently affected the whole world negatively, is considered to be the increase in greenhouse gas emissions that increase global warming. For this reason, it is of great importance to increase the use of renewable energy sources today, where the use of fossil fuels and the transition to clean energy play a vital role. In addition, electric vehicles have started to be produced in our country, Türkiye instead of automobiles running on fossil fuels. Hydrogen, which is the technology of the future, has started to increase in importance in our country day by day. In this context, the Turkish Ministry of Energy and Natural Resources published the report titled "Türkiye Hidrojen Teknolojileri Stratejisi ve Yol Haritası" on 19 January 2023.

 Solid oxide fuel cells, in which hydrogen is used as a fuel, are electrochemical devices that produce electricity directly from the fuel. Solid oxide fuel cells, in which hydrogen is used as a fuel, are environmentally friendly, high performance batteries. The current standard operating temperatures for solid oxide fuel cells are between 800°C and 1000°C, and such high temperatures are known to damage fuel cells, thus reducing battery life. The aim of recent studies is to develop new materials for solid oxide fuel cell components with high performance at medium temperature (500°C -800°C). Solid oxide fuel cell components are anode, cathode and electrolyte. The cathode material commonly used in solid oxide fuel cells is known as La1-xSrxMnO3. As an alternative to LSM materials operating at high temperatures, LaFeO3 material is among the potential materials for medium temperature applications. In this study, LaSrFeO3 material was prepared by doping nickel and cobalt at different concentrations. It was investigated how Nickel and Cobalt doping affects the crystallographic structure and morphological structure of the material. Materials prepared by solid state method were characterized by x-ray diffraction pattern (XRD), scanning electron microscope (SEM), Energy Distribution X-Ray Analysis (EDX), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) methods.