چکیده: یک پیل سوختی سیستمی است که انرژی شیمیایی سوخت را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. در میان انواع پیل‌های سوختی، این پیل سوختی اکسید جامدی (SOFC) است که تمامی اجزای آن کاملاً در حالت جامدند و بر پایه‌ی الکترولیتی اکسید جامدی می‌باشد که به صورت بالقوه دارای بیشترین بازده انرژی با کمترین میزان اتلاف است و گستره‌ی بزرگی از سوخت‌‌ها از هیدروژن تا گازهای طبیعی، گاز زغال سنگ و بنزین قابلیت تبدیل به الکتریسیته را دارند. عملکرد و دوام پیل‌های سوختی اکسید جامدی به شدت به ریزساختار و شکل اجزای پیل بستگی دارد. یک تک سل (سلول) اکسید جامدی از یک آند و یک کاتد که توسط یک الکترولیت اکسید جامدی (یک رسانای یونی) جدا شده‌اند، تشکیل می‌شود. الکترولیت جامد باید عایق الکترونیکی (مانع تماس الکترون‌ها و حفره‌های الکترون) و غیر قابل نفوذ گاز (به شکل یک غشای چگال) باشد. بیشترین الکترولیت مورد تحقیق، بر پایه‌ی رساناهای یونی اکسیژن نظیر زیرکونیای پایدار توسط ایتریا (YSZ، با ترکیب 8% مول ایتریا، 92% مول زیرکونیا، با نام 8YSZ) می‌باشد. پیل‌های سوختی اکسید جامدی بر پایه‌ی YSZ، برای بازدهی بهتر معمولاً در دماهای بالا(C°750-1000) کار می‌کنند. ولی برای کاهش هزینه‌ی مواد و افزایش دوام اجزای سیستم، مطلوب است تا دمای کارکرد را کاهش داد، بنابراین الکترولیت باید تا حد ممکن نازک باشد. برای ساخت الکترولیت نازک YSZ روش‌های بسیاری نظیر ریخته‌گری نواری، لایه‌نشانی بخار الکتروشیمیایی (EVD)، لایه‌نشانی بخار فیزیکی (PVD)، و به تازگی روش لایه‌نشانی الکتروفورتیک (EPD) به‌کار رفته است. به دلیل اینکه روش‌های EVD و PVD گران تمام می‌شوند، همچنین در روش‌های ارزانتر برای دستیابی به دقت قابل کنترل و کیفیت تکرارشدنی دشواری‌هایی وجود دارد، روش الکتروفورتیک به عنوان کاندیدای برجسته با قابلیت عملی بالا تبدیل شده است. علاوه‌ بر کاربردهای متداولِ این روش نظیر ایجاد پوشش‌های سرامیکی مقاوم به خوردگی و ضد اکسایش، تمایل بسیاری برای استفاده از روش الکتروفورتیک در وسایل ریزالکترونیکی پیشرفته و پیل‌های سوختی اکسید جامدی بوجود آمده است. بنابراین روش الکتروفورتیک برای ساخت الکترولیت لوله‌ای در پیل سوختی اکسید جامدی در پروژه‌ی حاضر انتخاب شد. در طی فرآیند الکتروفورتیک، ذرات باردار در دوغاب تحت یک میدان الکتریکی به سمت الکترود با بار مخالف حرکت می‌کنند. سپس، این ذرات روی الکترود لخته شده و یک لایه‌ی چگال تشکیل می‌دهند. لازمه‌ی اساسی کاربرد یک الکتروفورتیک موفق، تهیه‌ی یک دوغاب پایدار در یک حلال مناسب با پتانسیل زتای بالا می‌باشد. در این پروژه، از روش الکتروفورتیک برای ساخت لایه‌ی نازک YSZ روی زیرلایه‌ی میله‌ای از جنس گرافیت استفاده شده است. در این فرآیند، ایزوپروپانول به عنوان حلال، 4-هیدروکسی بنزوییک اسید به عنوان پراکنده‌ساز و پلی وینیل بوتیرال به عنوان چسب در دوغابی از پودر YSZ به‌کار رفته است. هدف اصلی پروژه احراز شرایط مناسب برای تهیه‌ی دوغاب پایدار، به منظور دست‌یابی به لوله‌های ته بسته‌ی متعددِ بدون ترک، پس از سوزاندن زیرلایه‌ی گرافیتی، خشک‌کردن لوله‌های سرامیکی خام و تف‌جوشی آنها تا استحکام بالا می‌باشد. با توجه به آزمایش‌های صورت گرفته می‌توان نتیجه گرفت که در حالت کلی بهترین نمونه‌ی قابل ساخت که دارای بالاترین ویژگی‌های ساختاری و شرایط ساخت باشد، نمونه‌ای است که با دوغابی حاوی چسب و به صورت کامپوزیتی از پودرهای 3YSZ و 8YSZ ساخته شود.