DEVELOPMENT OF ANODE SUPPORTED SOLID OXIDE FUEL CELL WITH IMPROVED WARPAGE
BEHAVIOR
Journal Name:
- Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi
Keywords (Original Language):
| Author Name | University of Author |
|---|---|
Abstract (2. Language):
Fuel cells are the devices that convert chemical energy of a fuel directly into electrical energy by
electrochemical methods without any intermediate mechanical steps. Among the existing fuel cells technologies,
Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) have been attracting great interest because of the advantages including high
energy conversion efficiency, different fuel options, clean and quiet operation. The most important feature that
distinguishes SOFC from other fuel cell and place it in a different category is the high operating temperatures
(600-1000 °C). In addition, they do not depend on the limitation of the Carnot cycle thus their efficiency is
higher than those of the internal combustion engines.
In this study, the problems of warpage and cracking which occur during the fabricating of an industrial size
anode supported solid oxide fuel cell (SOFC) have been experimentally investigated and the fabrication
parameters which enable to obtain anode supported SOFC with high strength has been determined. In the
experimental study, the effects of composition, the powder size and the thickness of both anode support and
anode functional layers on the shrinkage rate and warpage behavior have been studied. The shrinkage rates of these two layers have been modified such that they are close to that of a thin electrolyte layer via dilatometry
tests and as a result the mechanical strength is improved by reducing the warpage behavior during sintering.
The cells having 100 cm2 with the optimized fabrication parameters are manufactured and tested.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Yakıt pilleri, yakıtın kimyasal enerjisini elektrokimyasal olarak doğrudan elektrik enerjine dönüştüren
cihazlardır. Bu cihazlar bu dönüşümü herhangi bir mekanik adım olmadan gerçekleştirmektedir. Mevcut yakıt
pilleri arasında Katı Oksit Yakıt Pili (KOYP) yüksek enerji dönüşüm verimi, farklı yakıt seçenekleri, temiz ve
sessiz çalışma gibi avantajlarından dolayı son zamanlarda büyük ilgi çekmektedir. KOYP’leri diğer yakıt
pillerinden ayıran ve farklı bir kategoriye yerleştiren en önemli özelliği ise yüksek çalışma sıcaklıklarıdır (600-
1000°C). Ayrıca Carnot çevrim sınırlandırmalarına bağlı olmaması teorik verimlerinin ısıl motor verimlerinden
daha yüksek olması ile sonuçlanır.
Bu çalışmada endüstriyel boyutlarda anot destekli katı oksit yakıt pili üretiminde ortaya çıkan eğilme, çatlama
problemleri deneysel olarak incelenmiş yüksek mukavemetli anot destekli KOYP hücresi üretimi için koşulları
belirlenmiştir. Deneysel çalışmada anot destek tabaka (ADT) ve anot işlevsel tabaka (AİT) karışım oranları, toz
boyutları, tabaka kalınlıkları değiştirilerek, tabakaların uzama miktarları, çekme hızları ve eğrilik miktarları
belirlenmiştir. Dilatometre yardımı ile elde edilen çekme hızları ince elektrolit tabakanın çekme hızına
yaklaştırılmış ve böylece hücrede sinterleme sonrasında meydana gelen eğilmeler azaltılarak mekanik dayanım
iyileştirilmiştir. Optimize edilmiş üretim parameterleri kullanılarak 100 cm2 boyutlarında KOYP hücreleri imal
ve test edilmiştir.
FULL TEXT (PDF):
- 2