Katı oksit yakıt pillerinde elektrolit-elektrot arayüzey iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada şerit döküm yöntemi ile imal edilen katı oksit yakıt pili (KOYP) elektrolit tabakaları metal bir elek ile birlikte farklı izostatik pres basınçları (10-60 MPa) altında preslenerek elektrolit üzerinde yüzey desenleri oluşturulmuştur. İzostatik pres basıncının etkileri; profilometre, performans, empedans ve mikroskop analizleri ile incelenmiştir. Elektrokimyasal ölçümler desenli elektrolite sahip bütün hücrelerin referans hücreden daha yüksek bir performans ortaya koyduğunu göstermiştir. Gerçekleştirilen analizler hücre performansındaki iyileşmenin desenleme ile artan elektrolit-elektrot arayüzey alanlarının yanı sıra lokal olarak azalan elektrolit kalınlığının da bir sonucu olduğunu ortaya çıkarmıştır. 0,373 W/cm2 ile en yüksek performansı ise 30 MPa basınçta preslenen desenli elektrolite sahip hücre sergilemiştir. Referans hücre için bu değer 0,320 W/cm2 olarak ölçülmüştür. Daha yüksek pres basınçlarında ise artan desen derinliğine bağlı olarak özellikle katot bölgesinde elektrolite kadar uzanan çatlaklar tespit edilmiştir. Bu çatlaklar, arayüzey alanındaki artışla artması beklenen elektrokimyasal reaksiyon bölgelerindeki iyileşmeyi sınırlayarak performans kayıplarına neden olmuştur.