پایان نامه ارشد: سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلول های جامد … |
2-10- انواع پیل های سوختی……………………………… 19
2-10-1- پیل سوختی اسید فسفریك (PAFC)……………………………. 19
2-10-2- پیل سوختی قلیایی (AFC)……………………………. 20
2-10-3- پیل سوختی كربنات مذاب (MCFC)……………………………. 20
2-10-4- پیل سوختی الکترولیت پلیمر یا غشای مبادله کننده پروتون(PEFC)………21
2-10-5- پیل سوختی اكسید جامد (SOFC) …………………………….22
2-10-5-1- تاریخچه پیل سوختی اكسید جامد (SOFC)…………………. 22
2-10-5-2- وظیفه صفحات الكترود متخلخل در پیل سوختی اکسید جامد شامل موارد زیر است……24
2-10-5-3- روابط و واکنشهای موجود در یک پیل سوختی اکسید جامد……………. 24
2-10-5-4- نیروی الکتروموتیو (EMF) و معادله نرنست برای پیل های سوختی اکسید جامد…….. 25
2-10-5-5- پتانسیل الکتروشیمیایی و رسانایی یونی در پیل های سوختی اکسید جامد………. 26
2-10-5-6- محاسبه رسانایی الکتریکی و مقاومت الکتریکی برای پیل های سوختی اکسید جامد…… 26
2-10-5-7- جزئیات عملکرد پیل های سوختی اکسید جامد…………………..26
2-11- مقایسه كلی بین پیل های سوختی از نظر دمای كاركرد و بازده و توان تولیدی…..29
2-12- مزایا و معایب پیل های سوختی……………………………… 30
2-13- موانع پیش روی استفاده از پیل های سوختی…………….. 31
2-14- کاربرد های پیل سوختی……………………………… 32
2-15- زیرکونیا……………………………. 33
2-15-1- خواص فیزیكی، مكانیكی، و شیمیائی زیركونیا………………. 33
2-15-2- پلی مورف های زیركونیا……………………………. 34
2-15-2-1- فاز مونوكلینیك زیركونیا……………………………. 34
2-15-2-2- فاز تتراگونال زیركونیا …………………………….35
2-15-2-3- فاز مکعبی زیركونیا……………………………. 35
2-15-3- كاربرد های زیركونیا……………………………. 35
2-15-3-1- كاربرد های مبتنی بر خواص الكتریكی زیركنیا………………………. 36
2-15-3-2- كاربرد های مبنی بر دیرگدازی زیركونیا……………………………. 36
2-15-3-3- كاربرد های مبتنی بر خواص مكانیكی……………………………… 37
2-16- مقدمه ای برآند پیل سوختی اکسید جامد…………………………….. 37
2-17- ناحیه سه فازی درآند…………………………….. 38
2-18- انواع مواد آندی……………………………… 39
2-18-1- سرمتYSZ –Ni…………………………….
2-18-2- فلورایت ها …………………………….41
2-18-3- مواد آندی پروسکایت………………………………. 44
2-18-4- مواد آندی تنگستن برنز…………………………….. 48
2-18-5- مواد آندی پیروکلر…………………………….. 49
2-18-6- مواد آندی سولفور آزاد…………………………….. 50
2-19- توسعه سینتیک و مکانیسم واکنش و مدل آند ها …………………51
2-20- توسعه تکنولوژی های ارزان قیمت برای تولید و ساخت آند………….55
فصل سوم : فعالیت های آزمایشگاهی……………………………… 58
3-1- مواد اولیه مورد استفاده …………………………….59
3-2- روش کار…………………………….. 60
3-2-1- مراحل سنتز پودر (AZ)…………………………….. 60
3-2-1-1- مرحله اول: اختلاط مواد اولیه…………………………….. 61
3-2-1-2- رفلاکس سیستم…………………………….. 61
3-2-1-3- مرحله سوم: سانتریفیوژ محلول…………………………….. 62
3-2-1-4- مرحله ی چهارم : شستشو رسوب بدست آمده …………….62
3-2-1-5- مرحله پنجم: خشک کردن و عملیات حرارتی اولیه………… 62
3-2-2- سنتز پودر AZN))……………………………..
3-2-3- سنتز پودر (AZNC) …………………………….63
3-3- تهیه و ساخت آند پیل سوختی اکسید جامد………………… 64
3-3-1- روش خشک………………………………. 65
3-3-1-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات)…………………… 65
3-3-1-2- تخلخل زای: T.P.P (تری فنیل فسفین)………………… 67
3-3-1-3- تخلخل زای :خاک اره……………………………. 68
3-3-1-4- تخلخل زای:CMC (کربوکسی متیل سلولز)……………….. 69
3-3-1-5- تخلخل زای: نمک طعام (NaCl )………………………….. 70
3-3-1-6- تخلخل زای: شکر…………………………….. 70
3-3-1-7- تخلخل زای: اوره Urea……………………………..
3-3-1-8- تخلخل زای:PEG (پلی اتیلن گلیکول)…………………………….. 72
3-3-1-9- تخلخل زای :MC (متیل سلولز)…………………………….. 73
3-3-1-10- تخلخل زای: مخلوط PVA و T.P.P……………………………..
3-3-1-11- تخلخل زای : مخلوط T.P.P وMC………………………………
3-3-1-12- تخلخل زای: اختلاط PVAو PEG………………………………
3-3-1-13- تخلخل زای: PEG وMC………………………………
3-3-1-14- تخلخل زای: PEG وT.P.P……………………………..
3-3-1-15- تخلخل زای: PVA، PEG، MC………………………………
3-3-1-16- تخلخل زا ی : PVA،PEG ، T.P.P……………………………..
3-3-2- روش تر…………………………….. 78
3-3-2-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات)…………………………….. 78
3-3-2-2- تخلخل زای : T.P.P (تری فنیل فسفین)…………………………….. 80
3-3-2-3- تخلخل زای: MC(متیل سلولز)…………………………….. 82
3-3-2-4- تخلخل زا:PEG (پلی اتیلن گلیکول)…………………………….. 83
3-3-3- ساخت آند نهایی توسط PEG………………………………
3-4- اندازه گیری چگالی قطعات ساخته شده……………………………. 87
3-4-1- دانسیته ارشمیدسی……………………………… 87
3-4-2- دانسیته معمولی……………………………… 87
3-5- تجهیزات مورد استفاده……………………………. 88
3-5-1- آنالیز براشاشعه ایکس(XRD) …………………………….88
3-5-2- آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR)……………………………. 88
3-5-3- آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز (EDX) ……………88
3-5-4- آنالیز UV-vis……………………………..
3-5-5- آنالیزمیکروسکوپ الکترونی عبوری TEM……………………………….
فصل چهارم : نتایج و بحث………………………………. 90
4-1- بررسی خواص فیزیکی وشیمیایی پودرسنتزشده…………………….. 91
4-1-1- بررسی نتایج حاصل ازآنالیزتفرق اشعه ی ایکس…………………… 91
4-1-1-1- نمونهAZ………………………………
4-1-1-2- نمونه : AZN………………………………
4-1-1-3- نمونه AZNC………………………………
4-1-2- ارزیابی تثبیت فازی در نمونه های تهیه شده، با استفاده از آنالیز پراش اشعه ی ایکس………98
4-1-2-1- نمونه AZ………………………………
4-1-2-2- نمونه AZN………………………………
4-1-2-3- نمونه AZNC………………………………
4-1-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز…………………………….. 101
4-1-2-1- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمزنمونه AZ…………………
4-1-2-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZN………………
4-1-2-3- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZNC………………
4-1-3- نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM و عبوری TEM…………
4-1-3-1- نتایج آنالیز SEM برای نمونه AZ………………………………
4-1-3-2- نتایج آنالیز TEMبرای نمونه AZ………………………………
4-1-3-3- نتایج آنالیز SEMبرای نمونه AZN………………………………
4-1-3-4- نتایج آنالیز TEMبرای نمونه AZN………………………………
4-1-3-5- نتایج آنالیز SEM برای نمونه AZNC………………………………
4-1-3-6- نتایج آنالیز TEMبرای نمونهAZNC………………………………
4-1-4- نتایج حاصل از تست EDX………………………………
4-1-4-1- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونه AZ………………………………
4-1-4-2- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونهAZN………………………………
4-1-4-3- نتایج حاصل از تست EDXبرای نمونه AZNC………………………………
4-1-5- نتایج حاصل از تست UV-vis……………………………..
4-1-5-1- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZ………………………………
4-1-5-2- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZN………………………………
4-1-5-3- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZNC………………………………
4-1-6- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط خشک…………….. 121
4-1-6-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA…………………..
4-1-6-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P…………………..
4-1-6-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با خاک اره……………………………. 121
4-1-6-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با CMC………………………………
4-1-6-5- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با نمک طعام………………………… 121
4-1-6-6- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با شکر…………………………….. 121
4-1-6-7- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با اوره …………………………….122
4-1-6-8- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG………………………………
4-1-6-9- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC………………………………
4-1-6-10- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PVA و T.P.P……………………….
4-1-6-11- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC و T.P.P……………………..
4-1-6-12- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PVA و PEG……………………….
4-1-6-13- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEGوMC………………………..
4-1-6-14- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG و T.P.P……………………..
4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEGو PVA و MC………………
4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEGو PVA و T.P.P……………….
4-1-7- نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زا ها با حلال برای تهیه یک تخلخل زای مناسب……123
4-1-7-1- نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای PVA و حلال…………………………….. 123
4-1-7-2- نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای T.P.P و حلال…………………………….. 124
4-1-7-3- نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای MCو حلال…………………………….. 124
4-1-7-4- نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای PEGو حلال…………………………….. 124
4-1-8- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط تر………………………… 125
4-1-8-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA به روش اختلاط تر…….125
4-1-8-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P به روش اختلاط تر………125
4-1-8-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای MC به روش اختلاط تر……….125
4-1-8-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PEG به روش اختلاط تر……….125
4-9-1- نتایج حاصل از دانسیته ارشمیدسی برای قطعات……………………… 126
4-10-1- نتایج حاصل از دانسیته معمولی برای قطعات…………………………. 127
فصل پنجم : نتیجه گیری وپیشنهادات………………………………. 128
5-1- نتیجه گیری نهایی……………………………… 129
5-2- پیشنهادات………………………………. 130
مراجع……………………………… 131
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1399-10-17] [ 03:15:00 ق.ظ ]
|