II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

74
direnci ve akım toplamanın zorlaşması nedeniyle hücre boyutları büyüdükçe elektriksel
kontak zorlaşmakta ve hücre boyutları büyüdükçe üretilen güç yoğunluğu
(W/cm 2 ) düşmektedir. Şekil 3’de 16 cm 2 , 50 cm 2 ve 81 cm 2 yüzey alanına sahip
hücrelerin ürettikleri güç ve güç yoğunlukları karşılaştırılmıştır. Görüldüğü gibi
hücre boyutları 16 cm 2 81 cm 2 çıkartılınca hücre başına üretilen güç 8 Watt’tan 30
Watt’a çıkarken güç yoğunluğu 550 mW/cm 2 ’den 320 mW/cm 2 ’ye düşmektedir.
2.3. KOYP Yığınlarında Sızdırmazlık ve Sızdırmazlık Malzemeleri
Katı oksit yakıt pillerinin çok yüksek sıcaklıkta çalışması, aynı zamanda sızdırmazlık
malzemesinin hücreler arası elektriksel yalıtım sağlama zorunluluğu nedeniyle
kullanılabilecek sızdırmazlık malzemesi oldukça sınırlıdır. KOYP’de genel olarak
mika esaslı cam esaslı sızdırmazlık malzemeleri kullanılmaktadır. Mika esaslı sızdırmazlık
malzemesi elektrolit ve interkonnektöre yapışmadığı, kullanım kolaylığı
ve ucuzluğu ile tercih edilmesine rağmen sızdırmazlık için çok yüksek baskı kuvvetlerine
ihtiyaç duyulması ve öz suyunu kaybetmesi nedeniyle deforme olması ve
ıslatma ve soğutma çevrimine toleransının zayıf olması gibi nedenlerle kullanımı
azdır. Cam seramik malzemeler hem elektrolit hem de interkonnektör malzemeleri
ile kimyasal reaksiyona girerek sızdırmaz bir bağlantı oluşturmaktadır. Cam seramik
malzemelerin özellikleri içine katılan katkı malzemeleri ile modifiye edilebilmektedir.
Katı oksit yakıt pillerinde daha uzun ömürlü ve daha kolay kullanılabilecek
cam seramik malzeme üzerinde yoğun çalışmalar devam etmektedir.
Şekil 3. KOYP hücre yüzey alanının performansa etkisi
2.4. Anot Destekli KOYP Geliştirilmesi
KOYP hücresinde elektrolit kalınlığı azaldıkça iyonik iletkenliğe karşı direnç azalmakta
ve performans artmaktadır. Seramik yapının kırılganlığı nedeniyle elektrolit
destekli yakıt hücresinde kalınlık 100 mikronun altına düşürülememektedir. Taşıyıcı
olarak elektrolit yerine anot tabakası seçilirse elektrolit kalınlığı 10 mikron ve
daha altına indirilebilmektedir. Anot destekli hücrenin özellikle elektrolit ile anot
arasındaki ısıl genleşme farkı nedeniyle imalatı oldukça zordur. Genel olarak ısıl