Solvo-termal yol ile Ni2B sentez koşullarının belirlenmesi ve erimiş karbonatlı yakıt hücresi anot materyali olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Özet
Temiz enerji sistemleri olarak dikkat çeken erimiş karbonatlı yakıt hücreleri, hidrojen saflığı gereksinimi olmayan, doğal gaz ve hidrokarbonların yakıt olarak kullanılabilme potansiyeline sahip hücrelerdir. Nikel borür, sıvı faz reaksiyonlar için yüksek mikro-sertliğe, kararlılığa, seçimliliğe ve aktiviteye sahip olması nedeniyle özellikle hidrojenasyon tepkimelerinde endüstriyel katalizörler olarak anılmaktadır. Bu tez kapsamında solvo-termal yol ile sentezlenen nikel borürün, erimiş karbonatlı yakıt hücresi anot materyali şeritlerine katkı yapılarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Nikel borür sentezi için nikel klorür hekzahidrat tuzunun sodyum bor hidrür ile indirgenmesi gerçekleştirilmiştir. Tepkime sonucu olarak hem nikel borür elde edilmiştir hem de yakıt hücresinde enerji taşıyıcı olarak kullanılabilecek hidrojen üretilmiştir. Tepkimede kullanılan reaktör solvo-termal koşulların sağlanması amacıyla 350 °C'de 20 saat bekletilmiştir. Elde edilen nikel borür, erimiş karbonatlı yakıt hücresi için hazırlanan ham şerit reçetesine % 1, % 2 ve % 3 oranlarda eklenmiştir. Ham şeritler sinterlenerek anot şeritler elde edilmiştir. SEM analizleri sonucunda ortalama parçacık boyutunun katkısız anot şeritte, % 1, % 2 ve % 3 nikel borür katkılı anotlar şeritlerde sırasıyla 4,4 µm, 3,4 µm, 3,7 µm ve 4,1 µm olduğu hesaplanmıştır. XPS sonuçlarına göre 0 °C sıcaklıkta stokiyometrik oranda sodyum bor hidrür beslemesi yapılan deneyde Ni-B atomik oranı 2:1 bulunmuş ve karşılaştırılan diğer numunelere göre en yüksek bor oranı bu numunede elde edilmiştir. EDAX sonuçlarına göre nikelin yüzde atomik oranı katkısız anot şeritte, % 1, % 2 ve % 3 nikel borür katkılı anotlar şeritlerde sırasıyla % 44,34, % 69,23, % 80,29 ve % 83,13 olarak bulunmuştur.