Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Ustawienia i Twoje konto

Powrót

Wytwarzanie cienkich zwartych warstw elektrolitu BCY15 w ogniwach paliwowych do pracy w wysokich temperaturach

Nikolas Węgrzyn

Abstract

This master thesis covers the issues related to the manufacture of thin and dense electrolyte layers on porous substrates, using innovative screen-printing technique. Electrolyte and porous substrate (membrane) are parts of the new type of fuel cell called "IDEAL-Cell" (Innovative Dual mEmbrAne fueL Cell) invented and patented by researchers at the Centre des Materiaux Mines Paris, ParisTech in Evry. An IDEAL-Cell prototype is an innovative solution in this field of engineering, which allows evacuation product of chemical reaction (through the porous membrane) from the structure of the device without decrease it efficiency. The aim of this study was to find and optimize production parameters that allow in single technological process obtain dense and thin electrolyte layers of BCY15 on a porous membrane. This thesis presents the results of layer-membrane systems made of ions conductive ceramic powders working at high temperatures. The scope of the work included: scanning electron microscopy of the powders, thermogravimetric analysis of the powders, X-ray diffraction analysis of the powders, the squeegee velocity effect on the quality of the printed layers made of BCY15 suspension and scanning electron microscopy and X-ray analysis of the sintered systems (layer-membrane) made from these powders. Studies allowed to characterize three different powders BCY15 and make qualitative analysis (using SEM) of the systems layer-membrane sintered with various parameters. The aim of the powders analysis was to determine their parameters affecting their sinterability. The microstructures quality of the layer-membrane systems were characterized based on the SEM observations of the cross-sections of these systems. Summary of the results allowed to valuate powders suitability for applications on a compact and thin sintered layers of electrolytes. It also helped to choose the best sintering parameters to produce dense films and porous substrate in a single manufacturing process.
Identyfikator pozycji
WUTff8b18faa0b842289a5eafa8e7ff9a0c
Rodzaj dyplomu
Praca magisterska
Autor
Nikolas Węgrzyn (WIM/ZPM) Nikolas Węgrzyn Zakład Projektowania Materiałów (WIM/ZPM)Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Tytuł w języku polskim
Wytwarzanie cienkich zwartych warstw elektrolitu BCY15 w ogniwach paliwowych do pracy w wysokich temperaturach
Promotor
Zbigniew Pakieła (WIM/ZPM) Zbigniew Pakieła Zakład Projektowania Materiałów (WIM/ZPM)Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Jednostka dyplomująca
Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Jednostka prowadząca
Zakład Projektowania Materiałów (WIM/ZPM)
Kierunek / specjalność studiów
, Nanomateriały i Nanotechnologie
Język
(pl) polski
Status pracy
Obroniona
Data obrony
02-01-2013
Data (rok) wydania
2012
Identyfikator wewnętrzny
IM-D.001683
Recenzenci
Waldemar Kaszuwara (WIM/ZMKF) Waldemar Kaszuwara Zakład Materiałów Konstrukcyjnych i Funkcjonalnych (WIM/ZMKF)Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM) Jerzy Latuch (WIM/ZMKF) Jerzy Latuch Zakład Materiałów Konstrukcyjnych i Funkcjonalnych (WIM/ZMKF)Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Słowa kluczowe w języku polskim
projekt IDEAL-Cell, ogniwa paliwowe, przewodnictwo jonowe, elektrolit, proszek BCY15, druk sitowy, spiekanie
Słowa kluczowe w języku angielskim
project „IDEAL-Cell”, fuel cells, ionic conductance, electrolyte, powder BCY15, screen printing, sintering
Streszczenie w języku polskim
Niniejsza praca dyplomowa obejmuje zagadnienia dotyczące wytwarzania cienkich i zwartych warstw elektrolitu na porowatych podłożach, przy wykorzystaniu nowatorskiej techniki nadruku sitowego. Elektrolit jak i porowate podłoże (membrana) są elementami nowego rodzaju ogniw paliwowych o nazwie „IDEAL-Cell” (Innovative Dual mEmbrAne fueL Cell) wymyślonych i opatentowanych przez naukowców z Centre des Materiaux Mines Paris, ParisTech w Evry. Ogniwo typu IDEAL-Cell będące jak dotąd prototypem, jest innowacyjnym rozwiązaniem w tej dziedzinie, które umożliwia ewakuację produktu reakcji chemicznej (poprzez specjalną porowatą membranę) ze struktury urządzenia bez spadku sprawności układu, co ma miejsce w standardowych ogniwach paliwowych. Celem pracy było znalezienie i optymalizacja parametrów produkcji, które pozwolą w jednym procesie technologicznym na otrzymanie zwartych i cienkich warstw elektrolitu BCY15 na porowatym podłożu membrany odprowadzającej. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań układów warstwa-membrana wykonanych z proszków ceramicznych wykazujących przewodnictwo jonowe w podwyższonych temperaturach. Zakres prac obejmował badania: skaningową mikroskopię elektronową proszków, termograwimetrię proszków, analizę rentgenowską proszków, wpływ prędkości nadruku na jakość wytwarzanych warstw z zawiesin proszku BCY15 oraz skaningową mikroskopię elektronową i analizę rentgenowską spieków (warstwa-membrana) wykonanych z tych proszków. Na podstawie przeprowadzonych badań scharakteryzowano trzy rodzaje materiału BCY15 oraz wykonano jakościową analizę (SEM) układów warstwa-membrana poddanych różnym parametrom spiekania. Analiza proszków miała na celu wyselekcjonowanie cech tych materiałów wpływających na ich spiekalność. Charakterystykę mikrostruktury wytworzonych spieków warstwa-membrana określono na podstawie obserwacji przekrojów poprzecznych tych układów. Zestawienie wyników pozwoliło ocenić przydatność proszków do zastosowań na zwarte i cienkie spieki elektrolitów oraz wybrać najlepsze parametry spiekania umożliwiające wytworzenie zwartych filmów na porowatym podłożu.
Plik pracy
Poproś o plik WCAG

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTff8b18faa0b842289a5eafa8e7ff9a0c/
URN
urn:pw-repo:WUTff8b18faa0b842289a5eafa8e7ff9a0c

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony