II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

239
KOYP’nin yüksek sıcaklıkta çalışması nedeniyle anot tarafına gönderilen hidrojen
gazı ve reaksiyon sonucu oluşan su ile katot tarafına gönderilen oksijen gazı
interkonnektör yüzeylerinde yukarıda da bahsedildiği gibi çok önemli sorunlara
neden olmaktadır. Bu nedenle interkonnektör malzemesinin yüzeyinde oluşan oksit
tabakanın iletkenliğini ve korozyona karşı direncini artırmakla birlikte
interkonnektör yüzeyinden krom buharlaşmasını önlemek (krom buharlaşması
katodu zehirlemekte) amacıyla bu çalışma yapılmıştır. Ayrıca bu çalışmada KOYP
interkonnektör malzemesi olarak kullanılan ticari ferritik paslanmaz çeliklerin
(Crofer22 APU) KOYP katot çalışma ortamında korozyona karşı dirençleri incelenmiştir.
Bunun için Crofer22 APU üzerine farklı kaplama türleriyle (Mn1.5Co1.5O4
ilk çalışmada fırça ile uygulanmış, ikinci çalışmada ise elektro-kaplama yöntemiyle
kaplanmıştır) ve kaplanmayan Crofer22 APU’nun KOYP sistemlerindeki
interkonnektör malzemeleri olarak uyumluluğunu doğrulamak için çalışılmıştır.
Sonuçta elde edilen kaplamaların performansları 16 cm 2 aktif alana sahip bir yakıt
hücresi ile yakıt pili test istasyonunda 100 saate kadar çalıştırılarak test edilip performansa
ve ömre etkileri karşılaştırılmıştır [2].
2. Deneysel Düzenek
Bu çalışmada kaplanacak metalik yüzey türü olarak Crofer22 APU kullanılmıştır.
Bunun için yüzey mekanik olarak parlatılmış ve parlatma işleminden sonra kaplama
işlemi yapılmıştır. Kaplama işleminden sonra ise kaplanan yüzeye sinterleme işlemi
uygulanmış ve en son da membranla birlikte yakıt pili test istasyonunda test edilmiştir.
Çalışmada ilk olarak kaplanacak yüzey hazırlanmıştır. Bunun için kaplanacak metalik
interkonnektör yüzeyi şu şekilde temizlenmiştir: zımparalama yöntemiyle yüzeyin
ön temizliği yapılmış, freze tezgâhında yüzey iyice parlatılmıştır. Daha sonra
aseton çözeltisinde ultrasonik yöntemle 10 dakika temizlenerek saf su ile yıkanmıştır.
Sonra da etanol çözeltisinde ultrasonik olarak temizlenmiş ve su ile 2 dakika
yıkanmıştır. Yüzey sırasıyla %5 HNO3 ve %25 HCl çözeltisine daldırıldıktan sonra
temizleme işlemi tamamlanmıştır. Temizleme işlemlerinden sonra metalik
interkonnektör yüzeyine hiçbir kaplamanın yapılmadığı sadece yüzeyi temizlenen
interkonnektöre membran yerleştirilerek performans ölçümleri alınmıştır. İkinci
olarak çeşitli organik katkılarla pasta kıvamında hazırlanan Mn1.5Co1.5O4 metalik
yüzeye fırça ile uygulanmıştır. Son olarak da Crofer22 APU elektro yöntemle kaplanmıştır.
Bunun için farklı konsantrasyonlarda [0.50M MnSO4, 0.1M CoSO4, 1.0M
H3BO3, 0.70 M NaC6H11O7 ve 0.10M (NH4)2SO4] çözeltiler hazırlanmıştır. Deney
düzeneği 2000 ml olan elektrokimyasal hücrede gerçekleştirilmiştir. Katoda kaplanacak
yüzeyin asıldığı elektrot bağlanmıştır. Anoda ise yüzey alanı kaplanacak
yüzey alanına eşit platin tor kullanılarak yapılmıştır. Kaplama 25 o C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir.
Kullanılan akım yoğunluğu 3A ve kaplama süresi 5 dakika olarak
uygulanmıştır. Her iki kaplamadan sonra da metalik interkonnektörler 80 o C’de