ساخت نانوكامپوزيت NiO-YSZ براي آند پيل سوختي اكسيد جامد به روش لايه‌نشاني الكتروفورتيك

Fabrication of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Anodes by Electrophoretic Deposition of NiO-YSZ Composite Powder

در اين پژوهش، نانوكامپوزيت NiO-YSZ جهت استفاده به عنوان لايه AFL 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 gr/Lit10 درمحيط‌هاي غير آبي متعددي تهيه شد. بررسي‌ها 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 تغيير تركيب كامپوزيت‌ مورد بررسي قرار گرفت. پس از آن، اثر تغيير تركيب سوسپانسيون بر تغيير تركيب كامپوزيت نشانده شده در صورت 1) استفاده از اكسيد نيكل ميكرومتري و 2) استفاده همزمان از اكسيد نيكل نانومتري و ميكرومتري مطالعه شد. نتايج همچنين نشان داد، افزودن اكسيد نيكل نانومتري به سوسپانسيون سبب افزايش درصد وزني NiO در كامپوزيت مي‌شود.

In the present work, the electrophoretic deposition (EPD) process was utillized 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 sucsessfully 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.