Katı oksit yakıt pilleri için nanoyapılı elektrotların geliştirilmesi

Bu tez çalışmasında katı oksit yakıt pili (KOYP) anot ve katot elektrotları, gözenekli elektrolit iskeletler içerisine ilgili katalizörlerin infiltre edilmesiyle üretilmiştir. Bu kapsamda gözenekli tabaka kalınlığı, infiltrasyon tekrar sayısı, miktarı ve derişimi, test ve sinterleme sıcaklığı gibi çeşitli parametreler incelenerek optimize edilmiştir. Anot ve katot optimizasyonu çalışması neticesinde en yüksek elektrokimyasal performans Ni ve LSM katalizörü için sırasıyla ağırlıkça %40 ve %30 olarak hesaplanmıştır. Sadece anot infiltreli hücrenin elektrokimyasal performansı referans hücreye göre yaklaşık olarak 2,5 kat artarken sadece katot infiltreli hücrede yaklaşık olarak 3,2 kat daha fazla performans artışı görülmüştür. Nanoyapılı Ni ve LSM infiltreli membran elektrot grubunun üretimi için en uygun sinterleme sıcaklıkları sırasıyla 800 ve 1000°C olarak belirlenmiştir. Elektrokimyasal performans sonuçları dikkate alınarak infiltrasyon için en uygun gözenekli tabaka kalınlığı ise 25 µm bulunmuştur. Hem anodu hem de katodu infiltreli nanoyapılı katı oksit yakıt pilinin elektrokimyasal performansı 800°C çalışma sıcaklığında 0,75 W/cm2olarak bulunmuştur. Optimizasyonlar neticesinde katı oksit yakıt pillerinin ticarileşmesinde büyük bir engel teşkil eden yüksek çalışma ve üretim sıcaklıklarının infiltrasyon yöntemiyle aşılabileceği belirlenmiştir.