Erimiş karbonat yakıt hücresi elektrot malzemelerinin şerit döküm tekniği ile hazırlanması ve optimum üretim koşullarının belirlenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÇAĞIL ERKAY

Danışman: GÜLAY ÖZKAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Temiz ve yüksek enerji potansiyeli sebebiyle hidrojen enerjisinin, çağımızın yeni enerji kaynağı olacağı öngörülmektedir. Hidrojen enerjisinin en önemli uygulama alanı yakıt hücreleridir. Bu çalışmada; hidrojen enerjisi kullanarak yüksek verimlere ulaşabilen erimiş karbonat yakıt hücresinde (EKYH) bulunan elektrotların üretimi için ham şeritler elde edilmiştir. Karakterizasyon analizleri ile; anot ve katot malzemelerin oluşturulmasındaki en uygun koşullar belirlenmiştir. Erimiş karbonat yakıt hücresine ait katot ve anot materyallerinin sentezinde nikel oksit ve nikel tozu kullanılmış ve hazırlanan karışımlar şerit döküm (tapecasting) tekniğiyle dökülerek ham şeritler elde edilmiştir. Anot ham şeritleri hazırlamak amacıyla karışım içerisinde ağırlıkça %20-%56 arasında değişen bir miktarda nikel tozu kullanılmıştır. Plastikleştirici olarak polietilen glikol (PEG), bağlayıcı olarak polivinilbütiral (PVB), seyreltici olarak gliserol, çözücü olarak da bütanol ile beraber etil hegzanol kullanılarak farklı bileşim oranlarında karışımlar hazırlanmıştır. Katot ham şeritleri de anotlara benzer olarak hazırlanmış, ancak katot materyali için nikel yerine karışım içerisinde ağırlıkça %23-%37 aralığında değişen miktarda nikel oksit kullanılmıştır. Hazırlanan karışımların viskozite, kayma gerilimi, tiksotropi gibi akış özellikleri ölçülerek, şerit dökümüne en uygun karışımın formülasyonu belirlenmiştir. Ayrıca ham şeritler kurutulduktan sonra; iletkenlik, çekme ve gözeneklilik testi gibi fiziksel analizler de gerçekleştirilmiş; her açıdan optimum özelliklere sahip anot ve katot şeritler belirlenmiştir. Karışımın akış özellikleriyle bu karışımdan dökülen ham şeridin fiziksel özellikleri arasında ilişki kurularak sonuçlar yorumlanmıştır. Sonuç olarak optimum akış özellikleri ve fiziksel özellikleri gösteren anot ham şeridin, %35 nikel, %3,5 plastikleştirici ve %3,5 bağlayıcı ile hazırlanan karışımdan elde edildiği görülmüştür. Optimum özelliklere sahip katot şeridin ise %23 nikel oksit, %3 plastikleştirici ve %3 bağlayıcı içerdiği hesaplanmıştır.