II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

176
� Yüksek çalışma sıcaklıkları (650–850 ºC) göz önünde bulundurulacak olursa,
bu sıcaklıklarda hem mekanik olarak hem kimyasal olarak kararlı olmalı.
� Diğer hücre bileşenleri ile istenmeyen bir reaksiyona girmemeli.
� Hem interconnector hem de elektrolit malzemesi ile temas ettiği için, kısa
devre ihtimaline karsı, elektriksel özellik bakımından yalıtkan olmalı. [2,3]
Literatürde, KOYP sızdırmazlık elemanını geliştirilmesi üzerine birçok çalışma
bulunmaktadır. Gödeke ve arkadaşları [2], cam seramik kompozit malzeme geliştirilmesi
üzerine yaptıkları çalışmada, geliştirdikleri cam seramik kompozit malzemesinin,
interconnector (crofer) ve elektrolit (Al2O3) malzemelerinin yüzeylerinde
iyi bir temas sağladığı dolayısıyla iyi bir sızdırmazlık sağladığını gözlemlemişler
(10-6-10-10 mbar.l/s). Aynı zamanda aynı malzeme ile interconnector (crofer) ve
elektrolit (Al2O3) malzemelerinin ısıl genleşme katsayıları arasında iyi bir eşleşme
sağlamışlar. Bram ve arkadaşları [3] ise metal sheet, mica powder, mica paper,
ceramic paper gibi çesitli sızdırmazlık elemanlarının deformasyon davranışlarını ve
sızdırmazlıklarını test etmişler. Çalışmalarında, mica powder malzemesinin 800 ºC
ve 16.3N/mm basınç altındaki sızdırmazlık oranını 1x10-4 mbar.l/s.mm olarak
hesaplamışlar. Mica Paper’ın ise (Thermiculite) 54N/mm (15Mpa) gibi yüksek
sıkıştırma basınçlarına dayanabildiği fakat gaz sıkıştırma etkisinin çok düşük olduğunu
görmüşler. Yakıt pillerinde performans kaybına neden olan parametreler
incelendiğinde, konsantrasyon kaybının önemli bir parametre olduğu görülmektedir
[1]. Konsantrasyon kaybı, gerekli yakıtın reaksiyon bölgesine ulaşamaması veya
verimli bir şekilde kullanılamaması nedeniyle ortaya çıkmaktadır. Bir yakıt pili
hücresinin, optimum şartlarda çalışması için, katalizör tabakalara gönderilen gazların
uygun bir debisi ve yeterli seviyede kısmi basıncı olmalıdır. Yeterli debide
reaktant gaz gönderilmediği durumunda, yakıt hücresinden istenilen güç elde edilmeyecektir.
Debiler artırıldığında ise bir kısım yakıt kullanılmadan dışarı atıldığından,
Faraday kanununa göre yakıt kullanım verimi düşmektedir. Burada, hem yakıt
pilinin performansını, hem de yakıt kullanım miktarını artırmak için uygun bir
sızdırmazlık elemanı seçimi yapılmalıdır. Uygun bir sızdırmazlık elemanı seçimi ile
yakıt pilinde yakıt ve hava kaçakları önlenebilmekte, ayrıca pil içinde daha iyi bir
yakıt ve hava dağılımı için çalışma basıncını artırmak mümkün olmaktadır. Böylece,
hem yakıt pilinin performansı artmakta hem de yakıt kullanım miktarı önemli
ölçüde artmaktadır.
Bu çalışmada KOYP’de kullanılan iki farklı sızdırmazlık malzemesinin sızdırmazlık
performansları incelenmiştir. Malzemeler aynı ortam koşullarında (basınç, sıcaklık)
ve aynı deneysel düzeneklerde denenmiştir. Buradaki sızdırmazlık deney
düzeneğinde, malzemelerin sızdırmazlık performansları, zamana bağlı basınç düşümü
şeklinde karşılaştırılmıştır. Ayrıca malzemelerin sızdırmazlık performansları
ölçüldükten sonra, kullanıldıkları aynı hücre yığınlarının elektriksel performansları
da karşılaştırılmıştır.