PRESTASI SEL SIMETRI TERSOKONG ELEKTROLIT SERIA TERDOP SAMARIUM KARBONAT UNTUK SEL FUEL OKSIDA PEPEJAL BERSUHU SEDERHANA

LILY SIONG @ LILY BINTI MAHMUD, LILY SIONG @ LILY (2021) PRESTASI SEL SIMETRI TERSOKONG ELEKTROLIT SERIA TERDOP SAMARIUM KARBONAT UNTUK SEL FUEL OKSIDA PEPEJAL BERSUHU SEDERHANA. Doctoral thesis, UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA.

Text PRESTASI SEL SIMETRI TRSOKONG ELEKTROLIT SERIA TERDROP SAMARIUM KARBONAT UNTUK SEL FUEL OKSIDA PEPEJAL BERSUHU SERDERHANA_LILI SIONG OCR.pdf - Submitted Version Restricted to Registered users only Download (46MB) | Request a copy

Abstract

Sel fuel oksida pepejal (solid oxide fuel cell, SOFC) merupakan salah satu peranti sel fuel yang berupaya beroperasi pada suhu tinggi. Namun, SOFC bersuhu tinggi mengalami masalah dari segi daya ketahanan apabila beroperasi pada jangka masa panjang. Selain itu, pemilihan bahan menjadi lebih sukar kerana bahan yang digunakan untuk komponen elektrolit dan anod perlu mempunyai keserasian terma. Antara faktor yang menyumbang kepada peningkatan prestasi elektrokimia sel simetri SOFC adalah keserasian terma di antara komponen anod dan elektrolit. Sehubungan itu, dalam kajian ini bahan anod NiO-SDCC, NiO-SDC dan NiO-Fe telah dipilih untuk dikaji bersama dengan bahan clektrolit seria terdop samarium karbonat (SDCC) untuk diuji dari segi prestasi elektrokimia ketika beroperasi pada suhu sederhana iaitu 400 °C hingga 600 °C. Kajian dimulakan dengan menyediakan serbuk komposit elektrolit SDCC, anod NiO-SDCC dan NiO-SDC melalui proses pengisaran bebola bertenaga tinggi manakala serbuk komposit anod NiO-Fe dihasilkan melalui kaedah pembakaran glisina-nitrat. Pencirian serbuk komposit melibalkan analisis morfologi dan perubahan fasa komposisi kimia dalam serbuk komposit yang telah disediakan. Kemudian, pelet anod dibentuk dengan kaedah penekanan ekapaksi dan disinter pada lima suhu (77) berbeza. Pengaruh T^terhadap mikrostruktur pelet anod dikaji untuk menentukan Fsyang optimum. Proses penurunan dijalankan selanjutnya ke atas semua pelet anod di dalam relau yang mengandungi campuran gas lembap hidrogen dan nitrogen pada suhu penurunan (Tr) 550 °C dan 800 °C. Kesan proses penurunan terhadap bahan-bahan anod turut dikaji melalui analisis fasa kimia dengan kaedah spektroskopi Raman dan kaedah pembelauan sinar-X (XRD), serta ujian kekonduksian elektrik. Proses fabrikasi sel simetri dimulakan dengan membentuk komponen tersokong elektrolit SDCC melalui kaedah penekanan ekapaksi. Kemudian, kedua-dua belah permukaan komponen elektrolit disapu dakwat anod untuk menghasilkan sel simetri tersokong elektrolit NiO-SDC/SDCC/NiO-SDC dan NiO-Fe/SDCC/NiO-Fe. Proses pensinteran kemudian dijalankan ke atas sel simetri pada suhu 600 °C. Seterusnya, prestasi elektrokimia sel simetri dikaji pada suhu operasi 400 °C sehingga 600 °C dengan menganalisis rintangan tentu luas (area surface resistance, ASR). Analisis mortblogi FESEM pelet anod NiO-SDCC yang disinter pada suhu Ts 600 °C, 700 °C dan 800 °C menunjukkan taburan zarah yang seragam, dan membolehkan gas bahan api mengalir dengan berkesan. Selepas proses penurunan dijalankan ke atas pelet-pelet anod, pelet anod Ni-SDC yang diturunkan pada suhu 7/? 800 °C didapati merekodkan nilai kekonduksian elektrik yang tinggi iaitu 587.6 S/cm pada suhu operasi 800 °C. Nilai kekonduksian elektrik yang tinggi diperolehi kerana fasa NiO dalam pelet NiO-SDC telah bertukar sepenuhnya kepada fasa logam Ni seperti yang dibuktikan melalui analisis Raman spektroskopi dan XRD. Dalam ujian prestasi elektrokimia pada suhu operasi 600 °C, kedua-dua sel simetri berjaya mencatatkan ASR yang rendah. Namun, sel Ni-Fe/SDCC/Ni-Fe merekodkan ASR terendah iaitu 1.05 Ocm2 berbanding dengan sel Ni-SDC/SDCC/Ni-SDC dengan ASR 20.30 Ocm2. Oleh itu, kajian ini berjaya membuktikan bahan anod NiO-SDC dan NiO-Fe berpotensi digunakan bersama dengan bahan sel simetri tersokong elektrolit SDCC bagi SOFC bersuhu sederhana.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology
Divisions:	Universiti > Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM)
Depositing User:	Encik Mohd Zulkarnain Hassan bin Mohd Zainudin
Date Deposited:	24 Oct 2024 16:54
Last Modified:	24 Oct 2024 16:54
URI:	https://repositori.mohe.gov.my/id/eprint/30

Actions (login required)

View Item