Yıl 2017, Cilt 21, Sayı 3, Sayfalar 1011 - 1016 2017-05-10

Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması

Yasin POLAT [1]

820 247

Bu çalışmada Bi2O3 tabanlı üçlü sistem örnek materyalleri katı hal reaksiyonu metodu ile her biri ısıl işleme tabi tutularak nano ve mikro yapıda sentezlenmiştir. Katı oksit yakıt pili (KOYP) için üretilen bu katı seramik elektrolitlerin yapısal özellikleri X-Işınları Difraktometresi (XRD), Diferansiyel Termal Analiz - Termo ağırlık ölçer (DTA -TG) ile karakterize edilmiştir. Üretilen katı seramik elektrolitlerin yüzey özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Elektriksel özellikleri ise dört nokta elektriksel iletkenlik yöntemi yoluyla karakterize edilmiştir. XRD ölçümleri sonuçları, nano ve mikro (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y (x=10, 15, y=5, 20) örneklerinin δ-fazlı yüzey merkezli kübik kristaloğrafik yapıda olduğunu göstermiştir. Faz kararlılığı DTA ölçümleri ile yine kontrol ve karşılaştırılması yapılarak çoğu örneğin Bi2O3 un kararlı δ-fazına sahip olduğu gösterilmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel iyonik iletkenlik ölçümleri sonucunda en yüksek elektriksel iletkenlik nano-(Bi2O3)0.65(Sm2O3)0.15(Ho2O3)0.20 sistemi için  700°C’de 5.78x10-2 (Ω.cm)-1’dir ve mikro-(Bi2O3)0.70(Sm2O3)0.10(Ho2O3)0.20 sistemi için 700°C’de 7.40x10-3 (Ω.cm)-1‘dir. Aktivasyon enerjileri ise elektriksel iletkenlik ölçüm sonuçlarından elde edilerek nano boyutlu örnekler için 1,21 eV’tan 0,49 eV’a ve mikro boyutlu örnekler için 1,51 eV’tan 0,90 eV’a kadar değişmektedir. Çalışmada sentezi gerçekleştirilen katı elektrolit sistemlerinin KOYP’lerinin üretimi gibi birçok endüstriyel uygulamalarda kullanılabilme potansiyeli vardır.
Katı hal reaksiyon metodu, Katı oksit yakıt pili (KOYP); Katı seramik elektrolit; Elektriksel iletkenlik; Aktivasyon enerjisi
  • [1] Meibuhr, S.G. 1966. Review of United States fuel-cell patents issued from 1860 to 1947. Electrochimica Acta, 11(9), 1301-1308.
  • [2] Fuel-cells. http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/ fuel-cells/index.php (Erişim Tarihi: 21.01.2007).
  • [3] Eser, D. 2007. Polimer Elektrolit Membranlı Yakıt Pilleri İçin Katot Üretimi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 54s, İstanbul.
  • [4] Çetinkaya, M., Karaosmanoglu, F. 2003. Yakıt Pilleri. Makine Mühendisleri Odası Bülteni, 11920, 18-30.
  • [5] Yamamoto, O. 2000. Solid oxide fuel cells: fundamental aspects and prospects. Electrochimica Acta, 45, 2423-2435.
  • [6] Steele, B.C.H. 2001. Materials for fuel-cell technologies. Journal of Materials Science, 36, 1053-1068.
  • [7] Ma, Y., Wang, X., Raza, R., Muhammed, M., Zhu, B. 2010. Thermal stability study of SDC/Na2CO3 nanocomposite electrolyte for low-temperature SOFCs. International Journal of Hydrogen Energy, 35(7), 2580-2585.
  • [8] Polat, Y., Dağdemir, Y., Arı, M. 2016. Structural, thermal, electrical and morphological characterization of (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Yb2O3)y nanostructures prepared by solid state synthesis. Current Applied Physics 16, 1588-1596.
  • [9] Polat, Y. ‚ Akalan, H., Arı, M. 2017. Thermo-Electrical and Structural Properties of Gd2O3 and Lu2O3 Double-Doped Bi2O3. International Journal of Hydrogen Energy 42, 614-622.
  • [10] Polat, Y. ‚ Arı, M., Dağdemir, Y. 2017. Phase stability, thermal, electrical and structural properties of (Bi2O3)1−x−y(Sm2O3)x(CeO2)y electrolytes for solid oxide fuel cells. Phase Transitions, 90(4), 387-398.
  • [11] Polat, Y. Nano-Bi2O3’e Sm2O3, CeO2 ve Yb2O3 Katkılanarak Elektrolit Malzeme Sentezi ve Karakterizasyonu Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 151s, Kayseri.
  • [12] Beg, S., Al-Areqi, N.A.S., Ghaleb, Kh.A.S., Al-Alas, A., Hafeez, S., 2014. Effect of Ni(II) substitution on phase stabilization electrical properties of BICo(III)VOX.20 oxide-ion conductor. Philosophical Magazine 94, 1661-1673.
  • [13] Arabacı, A., Serin, Ö., Sarıboğa, V., Öksüzömer, M.F., 2016. Characterization of Sm and Nd Co-Doped Ceria-Based Electrolyte Materials. Acta Physica Polonica A 129, 524-527.
  • [14] Watanabe, A., Sekita, M., 2005. Stabilized δ-Bi2O3 phase in the system Bi2O3–Er2O3–WO3 and its oxide-ion conduction. Solid State Ionics 176, 2429-2436.
  • [15] Dapčević, A., Poleti, D., Rogan, J., Radojković A., Radović, M., Branković, G., 2015. A new electrolyte based on Tm3+-doped δ-Bi2O3-type phase with enhanced conductivity. Solid State Ionics 280, 18–23.
Konular
Dergi Bölümü Makaleler
Yazarlar

Yazar: Yasin POLAT
E-posta: yasinpolat2001@hotmail.com

Bibtex @ { sdufenbed382277, journal = {Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi}, issn = {}, address = {Süleyman Demirel Üniversitesi}, year = {2017}, volume = {21}, pages = {1011 - 1016}, doi = {10.19113/sdufbed.59059}, title = {Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması}, key = {cite}, author = {POLAT, Yasin} }
APA POLAT, Y . (2017). Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (3), 1011-1016. Retrieved from http://dergipark.gov.tr/sdufenbed/issue/34610/382277
MLA POLAT, Y . "Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 21 (2017): 1011-1016 <http://dergipark.gov.tr/sdufenbed/issue/34610/382277>
Chicago POLAT, Y . "Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 21 (2017): 1011-1016
RIS TY - JOUR T1 - Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması AU - Yasin POLAT Y1 - 2017 PY - 2017 N1 - DO - T2 - Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1011 EP - 1016 VL - 21 IS - 3 SN - -1308-6529 M3 - UR - Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması %A Yasin POLAT %T Nano ve Mikro Yapıdaki (Bi2O3)1-x-y(Sm2O3)x(Ho2O3)y Elektrolit Sistemlerinin Katı Oksit Yakıt Pili için Sentezlenmesi ve Faz Kararlılığı, Elektriksel ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması %D 2017 %J Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi %P -1308-6529 %V 21 %N 3 %R %U