بررسي فرآيند الكتروفورتيك همزمان ذرات NiO و YSZ جهت ساخت لايه كاري آند پيل سوختي اكسيد جامد

Study on Electrophoretic deposition of NiO-YSZ composite powder for anode functional layer preparation

در اين پژوهش، كامپوزيت NiO-YSZ جهت استفاده به عنوان آند SOFC به روش لايه نشاني الكتروفورتيك ساخته شد. براي اين منظور، ابتدا سوسپانسيون حاوي ذرات NiO و YSZ با نسبت 50:50 و با غلظت 10gr/Lit درمحيط هاي غير آبي متعددي تهيه شد. بررسي ها نشان داد كه سوسپانسيون تهيه شده در ايزوپروپانول با افزودن يد داراي بهترين شرايط براي انجام فرآيند الكتروفورتيك است. سپس اين سوسپانسيون جهت لايه نشاني الكتروفورتيك در ولتاژ ثابت مورد استفاده قرار گرفت. اثر تغيير پارامترهاي فيزيكي شامل ميدان الكتريكي و زمان، بر كاهش و در نهايت حذف ميكروترك ها توسط ميكروسكوپ نوري مطالعه شد. همچنين نحوه تغيير وزن، ضخامت و تركيب كامپوزيت با افزايش ولتاژ مورد بررسي قرار گرفت. پس از آن، اثر تغيير تركيب سوسپانسيون بر تغيير تركيب كامپوزيت نشانده شده مورد مطالعه قرارگرفت. نتايج نشان داد افزودن نانواكسيد نيكل به اين كامپوزيت سبب افزايش درصد وزني NiO در كامپوزيت مي شود.

In the present work, the electrophoretic deposition (EPD) process was utilized to fabricate NiO-YSZ composite layer for SOFC anodes on stainless steel substrate. Various suspensions were examined and it was found that co-deposition of the composite layer could be performed more successfully in isopropanol interms of the suspension stability and deposition quality. The EPD parameters were tailored by a trial-and-error-approach to obtain crack-free layers. The effect of applied dc voltage from 50 to 300 V and deposition time from 30 sec to 10 min on the deposition weight, thickness and composition was also studied. The results determined that the presence of nickel oxide nanoparticles in the suspension increases the NiO content of the deposit while improving the microscopic feature of deposition.