بررسی رفتار چگالش اجزاء مختلف تک سل پیل سوختی اکسید جامد بر پایه الکترولیت هادی پروتون، در راستای بهینه سازی فرآیند تولید

در این پژوهش چگونگی ساخت تک سل پیل سوختی اکسید جامد با زیرلایه آندی (NiO-BZCY7) و طراحی صفحه ای، بر پایه الکترولیت هادی یون هیدروژن با ترکیب شیمیایی (BZCY7) BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ مورد بررسی قرار گرفت و فرآیند تولید آن در راستای همسان سازی رفتار چگالش اجزاء مختلف بهینه گردید. در این خصوص پس از تولید پودرهای اجزاء مختلف تک سل به روش سنتز در حالت جامد، شکلدهی آنها و تولید قطعات خام تک و سه لایه ای با استفاده از روش پرس خشک تک محوری صورت گرفت. به منظور بررسی رفتار چگالش لایه های مختلف با ترکیب شیمیایی و ضرائب انبساط حرارتی متفاوت، نمونه های تک لایه ای ساخته شده از زیرلایه، آند و الکترولیت، تحت عملیات سینترینگ در شرایط یکسان، در دماهای مختلف 800 و 1000 و 1200 و 1400 درجه سانتگراد قرار داده شدند. رفتار چگالش نمونه های سینتر شده با تعیین تغییرات انقباض و همچنین تعیین دانسیته نسبی به روش ارشمیدس مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه به منظور همسان سازی انقباض لایه های مختلف در نمونه های سه لایه ای از مواد تخلخل زای مختلف با درصدهای متفاوت جهت تولید پودر لایه آند، استفاده شد. پس از ساخت موفق نمونه سه لایه ای یا همان نیم-سل پیل سوختی، به منظور تکمیل ساخت تک سل، لایه نشانی کاتد با ترکیب شیمیایی SmBa0.5Sr0.5Co2O5+δ (SBSC) بر نیم-سل تولید شده به روش رنگ کردن صورت گرفت. سپس نمونه ها تحت عملیات پخت در دمای 1000 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. جهت بررسی مشخصه های پودرهای سنتز شده آنالیز XRD و به منظور تعیین شکل، اندازه، درصد و پراکندگی حفرات باقیمانده لایه ها و همچنین شرایط اتصال چهار لایه در تک سل تولید شده تصاویر SEM مورد استفاده قرار گرفت.

Keywords:

پیل سوختی اکسید جامد , الکترولیت هادی پروتون , کاتد , سنتز حالت جامد , پرس خشک , نیم-سل و تک سل