Soğuk Sinterleme Ve Aerosol Depozisyon Yöntemiyle Katı Oksit Yakıt Hücrelerinin Düşük Sıcaklıkta Basitleştirilmiş Üretimi

Bu buluş, geleneksel yollarla üretimi çok basamaklı, işçilik ve zaman gerektiren, birden fazla ısıtma soğutma adımları içerdiğinden enerji maliyeti ve dolayısıyla üretim maliyeti fazla olan Katı Oksit Yakıt Hücrelerini (KOYH), literatürde bulunmayan yenilikçi bir prosesle tek basamakta üretmek üzerine kurgulanmıştır. Bu buluş ile KOYH?ları, çevreye zararlı kimyasalların kullanımını minimize ederek zamandan, işçilikten, enerjiden, hammaddeden tasarrufla performanstan da ödün vermeden bilinenden daha düşük maliyette üretmek ve ticarileştirmek mümkündür. Tek bir KOYH temel olarak anot, elektrolit ve katot düzeninden oluşur. Tam bir KOYH, seramik elektroliti yoğunlaştırmak için 1500°C?lere varan yüksek sıcaklıklarda birlikte sinterlendiğinden, katotta ve anotta bu sıcaklılarda tane büyümesi meydana gelir ve katalitik aktivitelerinde önemli kayıplar olur. Anot ve katodun, ürün ve reaktanların kolaylıkla taşınabilmesi için gözenekli bir yapıya sahip olması elzem olmakla birlikte, elektrolitin yoğunlaşması için gereken yüksek sıcaklıklarda bu iki katmanın gereğinden fazla yoğunlaşması nedeniyle elektrot polarizasyon direncinin artmasından dolayı hücreden elde edilecek olan performans düşük kalır. Bu sebepten dolayı geleneksel yöntemlerle tek basamakta KOYH üretimi zordur. Bu buluş ile KOYH?lar, genellikle zor ve pahalı tekniklerle elde edilebilen 10 ?m gibi katman kalınlıklarında, tek bir üretim basamağında, basit, düşük maliyetli, yenilikçi, hızlı, seri ve ticarileştirilebilirliği yüksek bir süreçle üretilebilecektir. Ön bir soğuk sinterleme basamağının sürece dahil edilmesiyle, KOYH?ların son üretim sıcaklığı 250-300°C kadar düşeceğinden bahsedilen hataların önüne geçilmektedir. Buluştaki süreç ile, soğuk sinterleme prosesine entegre airbrush ile doğrudan kalıba aerosol depozisyon yöntemi sayesinde soğuk sinterleme prosesi süresince endüstriyel olarak ince kabul edilen ve genellikle zor ve pahalı tekniklerle elde edilen 10 ?m gibi katman kalınlıklarına ulaşılabilmektedir. KOYH?ları oluşturan bileşenlerin her birinin kalınlıkları, tam hücrenin güç performansı ve enerji verimliliği ile doğrudan ilişkilidir. Buluştaki süreçle elde edilen katman kalınlıkları yüksek performanslı KOYH?ların tek adımda üretilmesine olanak sağlarken bükülme, çarpılma gibi üretim hatalarını da azaltarak tüm sürece olumlu etki yapmaktadır. Bu buluş yüksek performanslı bir KOYH üretimi için birçok istemi karşılamaktadır. Dünyanın temiz ve verimli enerji arayışında olduğu ve yönünü yakıt hücrelerine çevirdiği bir çağda, soğuk sinterleme gibi yeni bir teknolojiyi kullanarak, ticarileşmeye hazır KOYH?ları basit bir proses tasarımıyla göz ardı edilemeyecek miktarda maliyet, enerji ve zaman tasarrufu ile üretmek önemli bir buluştur. Türkiye, hidrojen üretim kaynakları açısından zengin bir konumdadır. Gelecek yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanabilen, bu teknolojileri yaygınlaştırıp her alanda kullanabilenlerin elinde olacaktır. Bu buluşun da ana hedefi, günümüzün temiz, verimli enerji arayışına ışık tutmak, kara, deniz, hava, konut ve sanayide olmak üzere küçük ölçekten dev elektrik santrallerine kadar her alanda kullanılan, temiz ve verimli enerji üretimi sağlayan KOYH teknolojisini geliştirip yaygınlaştırmak, bu amaçla ülkemize katma değer sağlamaktır. Bu buluş, başvuru sahibi Tuğçe Ucun?un yürütücülüğünü yaptığı ?İnce Membranlı Katı Oksit Yakıt Hücrelerinin Tek Adımda Soğuk Sinterleme Prosesi ile Üretilmesi" başlığıyla TÜBİTAK 1005 ?Ulusal Yeni Fikirler ve Ürünler Araştırma Destek Programı" kapsamında desteklenmiştir. (223M379) TR 2024 019164 A2