Yakıt hücreleri ve pillerde kullanılan NiO ve LiCoO2 katot malzemelerinin sentezi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon çalışmaları
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2004
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EMRE ÖZÇELİK
Danışman: GÖKSEL ÖZKAN
Özet:YAKIT HÜCRELERİ VE PİLLERDE KULLANILAN NiO VE LİC0O2 KATOT MALZEMELERİNİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE ADSORPSİYON ÇALIŞMALARI (Yüksek Lisans Tezi) Emre ÖZÇELİK GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Mayıs 2004 ÖZET Günümüz modern yaşam tarzının çeşitlendirdiği enerji ihtiyacı, özellikle küçük ve orta ölçekli uygulamalarda konvansiyonel enerji dönüştürücülerden daha yüksek verimle çalışan piller ile yakıt hücrelerinin geliştirilmesini gündeme getirmiştir. Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren; özellikle küçük ölçekli sistemlerde ve ulaşım araçlarında kullanılan pillerden biri olan lityum-iyon pilleri ile fosil yakıtlara alternatif olan ve hidrojen enerjisini kullanan yakıt hücreleri son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Benzer elektrokimyasal çalışma prensiplerine sahip olan bu sistemlerin katot malzemelerinin geliştirilmesi üzerine yapılan çalışmaların yoğunlaştığı görülmüştür. Bu çalışmada lityum pillerinde kullanılan LİC0O2 katot malzemesi ile Erimiş Karbonatlı Yakıt Hücrelerinde (EKYH) kullanılan gözenekli NiO katot malzemesinin sentezi, karakterizasyonu ve NiO üzerinde adsorpsiyon çalışmaları yürütülmüştür. Sentez çalışmalarında önce ikincil pillerden Li-iyon pillerinin katot aktif maddelerinden biri olan LiCo02'nin sentezi sol-jel (sol-gel) yöntemiyle değişik sıcaklıklarda (300°C-1000°C) gerçekleştirilmiş ve en iyi kristal formuna 750°C'de ulaşıldığı belirlenmiştir. İkinci aşamada ise daha çok enerji santrallerinde uygulama alanı bulan EKYH'de kullanılan katot maddelerinden NiO bant-döküm (tape-casting) yöntemiyle sentezlenmiş ve karakteristikdeğerleri belirlenmiştir. Elde edilen malzemelerin SEM, TGA ve X-ışını kırınımı analizleri yapılmıştır. NiO için katı yoğunluğu 6,76 g cm"3, görünür yoğunluğu 3,76 g cm"3, gözenekliliği 0,44 ve yüzey alanı 2,87 m2 g1 olarak belirlenmiştir. Çalışmanın son bölümünde EKYH'nde kullanılan katot besleme gazlarının (C02, 02) NiO üzerinde adsorpsiyonu çalışılmıştın Dolgulu kolon üzerinde yürütülen adsorpsiyon çalışmalarında NiO üzerinde C02 ve 02'nin denge adsorpsiyon katsayıları etki-tepki (pulse-response) dinamik yöntemi ile belirlenmiştir. Karbondioksit adsorpsiyon deneyleri 50-700°C sıcaklık aralığında farklı taşıyıcı gaz (He) hızlarında, yürütülmüş ve adsorpsiyon denge sabiti, (KC02) 0,070-0,009 cm3C02 g'1NiO, adsorpsiyon ısısı ise -1642 cal mol'1 olarak bulunmuştur. Benzer olarak 02 için de 50, 650°C sıcaklıklarında çalışılmış ve adsorpsiyon denge sabiti, (K02) 0,005-0,569 cm302 g"1NiO olarak belirlenmiştir. Bilim Kodu : 948 Anahtar Kelimeler : Lityum piller, Erimiş karbonatlı yakıt hücresi, Katot, LİC0O2, NiO, Adsorpsiyon, C02, 02 Sayfa Adedi : 125 Tez Yöneticisi : Yrd. Doç. Dr. Göksel ÖZKAN