بررسي خواص الكتروشيميايي و مكانيكي پيل سوختي اكسيد جامد ساخته شده توسط چاپگر سه بعدي

تاكنون روش‌‌هاي متنوعي براي ساخت پيل‌هاي سوختي اكسيد جامد معرفي شده‌اند. در اين پژوهش از تكنولوژي چاپ سه بعدي (3 D printing) براي توليد پيل‌هاي سوختي اكسيد استفاده گرديده است. در همين راستا ابتدا چاپگر سه بعدي مناسبي كه توانايي چاپ دوغاب لايه‌هاي آند، كاتد و الكتروليت با ضخامت و سرعت مورد نظر را داشته باشد، ساخته شد. سپس دوغاب مناسب متشكل از مواد NiOYSZ براي لايه‌ آند، YSZ براي لايه الكتروليت و LSM براي كاتد، به همراه حلال و افزودني‌هاي مناسب توليد گرديد و با استفاده از چاپگر سه بعدي لايه نشاني لايه‌ها صورت گرفت. پس از تشكيل پيل، خشك كردن و سپس تف‌جوشي1 لايه‌ها انجام شد. در ادامه براي تشخيص عناصر موجود، تعيين ريز ساختار، دانسيته و ضخامت لايه‌ها، آزمايش SEM، Mapping، EDS و XRD صورت گرفت. منحني IVP با جريان ثابت اكسيژن نشان داد كه در دماي OC800 بيشترين توان چگالي در حدود W/cm2 0.84 و در محدوده ولتاژ 5/ 0 ولت وجود دارد. منحني امپدانس نيز تحت ولتاژ مدار باز و در فركانس بالا، مقداري برابر  0.23 و در محدوده فركانس پايين، مقدار  1.25 را نشان داد. با انجام آزمون كشش، مدول يانگ پيل GPa 111 و استحكام شكست و استحكام تسليم به ترتيب در حدود MPa 137 و MPa 120 به دست آمد.