Erimiş karbonat yakıt hücresi anot malzemesi sentezi ve karekterizasyon çalışmaları

ERİMİŞ KARBONAT YAKIT HÜCRESİ ANOT MALZEMESİ SENTEZİVE KAREKTERİZASYON ÇALIŞMALARI(Yüksek Lisans Tezi)Uğur Can İYİDİRGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜOcak 2007ÖZETEnerji teminindeki politik kısıtlamalar, petrol fiyatlarındaki aşırı artışlarve fosil yakıtların çevresel etkileri nedeniyle dünyadaki gelişmiş bütünülkeler yenilenebilir, temiz enerji kaynakları arayışlarınıhızlandırmışlardır. Fosil yakıtlara alternatif enerji kaynağı olarakdüşünülen ve çevre dostu olan hidrojen enerjisi ile hidrojen enerjisininen önemli uygulama alanı olan yakıt hücrelerinin geliştirilmesiçalışmaları günden güne artarak devam etmektedir.Bu çalışmada hidrojen enerjisi kullanan yakıt hücrelerinin bir türü olanyüksek verimlerine sahip ve yerleşik uygulamalarda da kullanılanabilenerimiş karbonat yakıt hücresinin anot ve katot malzemelerisentezlenmiş ve karakterizasyon çalışmaları yürütülmüştür.Erimiş karbonat yakıt hücresi anot ve katot materyali için üç farklı şeritşerit-döküm (Tape-Casting) yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Buşeritler nikel , %5 krom içeren nikel krom şerit ve %10 krom içerennikel krom şeritlerdir.Elde edilen yeşil nikel şerit 6500C atmosfer ortamında kalsine edilerekerimiş karbonat yakıt hücresi materyali olan NiO yapı elde edilmiştir.NiOyapının SEM görüntüsü çekilmiş ve TGA-DTA analizi yapılmıştır.Anot malzemeleri sentezlemek amacıyla, nikel, %5 ve %10 kromiçeren yeşil nikel-krom şeritler iki farklı sıcaklıkta (650-800oC) üç farklıhidrojen-azot gazı karışımı yüzdesinde (%30H2, %50H2, %100H2)hidrojenerasyona tabi tutulmuştur.Hidrojenerasyon sonucunda elde edilmiş olan anot materyallerininSEM görüntüleri çekilmiş yüzey alanları BET cihazı ile ölçülmüştür. Eldeedilen nikel anot yapının yüzey alanı; 2,83 m2/g, %5 krom içeren nikel-krom anot yapının yüzey alanı; 5,28 m2/g, %10 krom içeren nikel kromanot yapının yüzey alanı; 3,05 m2/g olarak bulunmuştur.Sentezlenen anot malzemelerinin yüzey alanlarını arttırmak amacıyla,anot malzemeleri sol-jel yöntemiyle hazırlanmış olan aluminaçözeltisine Emdirme-Daldırma (impregnation) yöntemi kullanılarakdaldırılmış ve yüzey kaplama işlemi yapılmıştır.Kaplama işlemi yapıldıktan sonra anot materyallerinin SEM görüntüleriçekilmiş yüzey alanları ve gözeneklikleri belirlenmiştir. Alumina ilekaplanmış olan nikel anot yapının yüzey alanı; 3,71 m2/g, gözenekliliği0,48, %5 krom içeren nikel-krom anot yapının yüzey alanı; 7,27,gözenekliliği 0,51, %10 krom içeren nikel-krom anot yapının yüzeyalanı 4,07 m2/g, gözenekliliği 0,50 olarak bulunmuştur.Bilim Kodu :912.1.092Anahtar Kelimeler :Erimiş karbonat yakıt hücresi, Anot, Ni, Cr, AluminaSayfa adedi :98Tez Yöneticisi :Yrd.Doç.Dr. Göksel ÖZKAN