광소결 및 용액침투법을 이용한 중온형 고체산화물 연료전지용 Lanthanum Nickelate-GDC 혼합 양극층 제작
저자
박정흠(J. H. Park) ; 이호재(H. J. Lee) ; 임용현(Y. H. Lim) ; 김선민(S. M. Kim) ; 김영범(Y. B. Kim)
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발행연도
2021
작성언어
Korean
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자료형태
학술저널
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수록면
128-128(1쪽)
제공처
전해질과 전극 물질로서 산화물 물질을 사용하는 고체산화물연료전지(SOFC)는 고체 산화물 물질에서의 물질 이동과 반응성을 위해 높은 작동온도를 필요로 한다. 800℃ 이상의 높은 작동 온도에서는 높은 성능을 얻을 수 있지만, 전해질 및 전극 물질의 열화, 그리고 물질 계면에서의 화학 반응으로 인해 장기 구동 시 안정성이 떨어지게 된다. 반면에, 550-750℃의 중저온 작동온도에서 산소 이온의 전도도 및 반응속도가 낮아짐에 따라 연료전지의 성능이 감소하게 된다. 따라서, 작동온도에서 고체산화물 연료전지의 성능을 향상 시키기 위한 방법 GDC 전해질 층에 Lanthanum Nickelate (LNO) 용액 침투법을 적용하여 전극/전해질 복합층을 제작하여 기존의 문제점들을 해결하고자 한다. 추가적으로 종래의 열소결 공정을 수초만에 완료 할 수 있는 IPL 소결 공정으로 대체 하여 고체 산화물의 중 저온 구동 시, 반응 면적 증가로 인한 성능 증가와 수십 시간 소요 되던 열소결 공정에서 기인 할 수 있는 양극 물질의 입자 성장으로 인한 성능 감소 문제를 IPL 소결법으로 대체하여 해결 하고자 한다. 침투된 용액과 전해질 물질의 복합층의 미세구조는 전자 주사 현미경(FE-SEM), LNO 용액의 결정성은 X-선 회절법(XRD)을 이용하여 분석진행하며, 제작된 고체 산화물 연료전지 단위 셀은 750℃ 온도에서의 성능 및 EIS 분석을 진행한다. 이와 같은 연구를 통해 중온에서 성능 향상을 이끌어 낼 수 있으며, 종래의 열소결 대체를 통해 고체산화물 연료전지의 상업화에 기여 하고자 한다.
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