پديد آورنده :
اميري، محمدتقي
عنوان :
بهينه سازي كاتدهاي پيل سوختي اكسيد جامد بر پايه لانتانيوم توسط امواج مايكروويو
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ماده چگالي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده فيزيك
صفحه شمار :
يازده،120ص:مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
هادي سلامتي
توصيفگر ها :
پروسكايت , سل-ژل , مقاومت الكتريكي
تاريخ نمايه سازي :
26/3/93
استاد داور :
پرويز كاملي، اسماعيل عبدالحسيني
چكيده فارسي :
1 چكيده پيلسوختي وسيلهاي الكتروشيميايي است كه به طور مستقيم انرژي شيميايي را به انرژي الكتريكي تبديل ميكند هر پيلسوختي شامل سه جز اصلي كاتد الكتروليت و آند است پيلسوختي به علت تبديل مستقيم انرژي شيميايي به الكتريسيته داراي بازدهاي بالاتر از ماشينهاي گرمايي است و درعينحال آلودگيهاي زيستمحيطي حداقلي را داراست يكي از انواع پيلسوختي پيلسوختي اكسيدجامد است كه از الكتروليت جامد بهره ميبرند اين دسته از پيلها داراي راندمان بالاتر تنوع استفاده در سوخت عمر بيشتر و هزينه كمتر نسبت به بقيه پيلها هستند عمده مشكل دماي كاري بالاي آنهاست كه باعث زمان راهاندازي طولاني و مشكلات سازگاري مكانيكي و شيميايي ميشود امروزه سعي بر اين است كه دماي كاري پيل را پايينتر آورده بدون آنكه عملكرد كلي آن دچار افت محسوسي شود يكي از راههاي كاهش دما بهبود در ساختار و ويژگيهاي كاتدهاي موجود براي بهدست آوردن عملكرد حداكثري است با در نظر گرفتن اين نكته كه عملكرد پيلسوختي اكسيدجامد توسط كاتد محدود ميشود در ميان روشهاي مختلف موجود در ساخت اين پيلها علاقه براي استفاده از امواج ماكرويو بهعنوان منبع انرژي براي ساخت و بازپخت سراميكها در چند دهه اخير افزايش چشمگيري يافته است اين امر ناشي از برتريهاي آن ازجمله زمان كمتر و كيفيت بهتر مواد حاصلشده از اين روش است در اين تحقيق از كاتد اكسيد پروسكايتي بر پايه لانتانيوم 3 La0 6 Ca0 4 Fe0 8 Ni0 2O به علت رسانندگي خوب دوگان الكتروني و يوني پايداري شيميايي و عملكرد كاتاليستي مناسب خود استفادهشده است از روش سل ژل براي ساخت آن بهره گرفته شد تأثير امواج ماكرويو بر روي ساخت و بازپخت مورد بررسي قرار گرفت از آناليز XRD مشخص شد كه امواج ماكرويو تأثير شگرفي بر روي ساخت ماده دارند و ويژگيهاي بلوري آن را در مقايسه با روشهاي ساخت معمول بهبود چشمگيري ميبخشند با مطالعه پهنشدگي پراش اشعه X مشخص شد بازپخت با اين امواج سبب ايجاد تنش جهت يافته در ماده شده است با بررسي رفتار مقاومت اين مواد برحسب دما مشخص شد كه مواد ساختهشده به روش ماكرويو به علت رشد بلوري بهتر و تهيجاي بيشتر اكسيژن در دماهاي كمتري به رسانندگي دوگانه ميرسند كه سبب افزايش منطقه فعال بين الكتروليت و كاتد ميشود و موجب بهبود عملكرد پيل خواهد شد همچنين رسانش ناشي از جهش پلارونهاي كوچك تشخيص داده شد انرژي فعالسازي كمتر حاصل تأثير امواج ماكرويو چه در ساخت و چه در بازپخت بود براي بررسي ريختشناسي اين مواد از ميكروسكوپ روبشي الكتروني بهره گرفته شد در انتها نيز با استفاده از طيفنگاري امپدانس به بررسي خواص الكتروشيميايي يك سل متقارن پرداختيم كلمات كليدي پيلسوختي اكسيدجامد كاتد پروسكايت سل ژل امواج ماكرويو مقاومت الكتريكي
چكيده انگليسي :
Optimizing the La based Solid Oxide Fuel Cell Cathode by Microwave Irradiation Mohammad Taghi Amiri mt amiri@ph iut ac ir January 2014 Department of Physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Prof Hadi Salamati salamati@cc iut ac ir Assistant Dr Mehdi Ranjbar ranjbar@cc iut ac ir Abstract A fuel cell is an electrochemical device that converts the chemical energy of a fuel directly into the electrical energy All fuel cells consist of two electrodes anode and cathode and an electrolyte Lack of direct combustion leads to higher efficiency than Carnot heat engines and also reduced environmental impact Solid oxide fuel cells are a class of fuel cells characterized by the use of a solid oxide material as the electrolyte Advantages of this class of fuel cells include high efficiency long term stability fuel flexibility low emissions and relatively low cost The biggest disadvantage is the high operating temperature which results in longer start up times and mechanical and chemical compatibility issues Much of the efforts today focus on reducing the operating temperature without loss of its performance One way to overcome this issue is to improve the structural and functional characteristics of available cathodes also the performance limiting part of the solid oxide fuel cell is the cathode Amongst the various methods available for ceramic processing the use of microwaves as energy source for synthesis and sintering of ceramics has gained substantial attention among scientists due to its unique advantages namely shorter processing times and the superior quality of the samples obtained thereafter In this investigation La based perovskite oxide cathode La0 6Ca0 4Fe0 8Ni0 2O3 was used because of its good electron and ion conductivity chemical stability and satisfactory catalytic activity Sol gel method was used to synthesize it XRD analysis revealed that microwave results in much better crystallization Analyzing the picks broadening of the XRD results revealed that annealing by microwave induce directional dependent stress Electrical resistance measurement versus temperature of microwave assisted synthesized samples reveals that dual conductivity occur in a lower temperature which attribute to the better crystallization and less oxygen content This leads to increase the active layer between the electrolyte and cathode that results better performance Small polaron hopping was responsible mechanism in conductivity Both in the synthesizing and the annealing less activation energy achieved from microwave irradiation Scanning electron microscope used to study the topography of the particles It reveals that microwave assisted synthesis results in smaller particles Microwave annealing had no tangible particle size difference in comparison to conventional prepared samples using oven In the end electrochemical impedance measurement used to observe the electrochemical of symmetric cell with La0 6Ca0 4Fe0 8Ni0 2O3 cathode Keywords Solid oxide Fuel cell Cathode Sol gel Microwave Irradiation Electrical Conductivity
استاد راهنما :
هادي سلامتي
استاد داور :
پرويز كاملي، اسماعيل عبدالحسيني
