| 초록 |
YSZ(yttria stabilized zirconia)는 높은 산소이온 전도도, 낮은 전자전달계수, 안정성등으로 인해 현재 고체 산화물 연료전지(solid oxide fuel cell: SOFC)의 전해질 물질로 주로 쓰이고 있다. 하지만 충분한 산소이온 전도도를 나타내기 위해서 일반적으로 1000℃ 정도의 고온에서 작동되어 진다. 이에 따라 전해질과 전극 계면간의 상 안정성의 확보와 기체 밀봉에도 어려움이 있으며 고온에서 작동 가능하고 상호 유사한 열팽창률을 가지는 전지 구성재료의 선정에도 어려움이 있다. 그러므로 효과적인 연료전지시스템의 구축을 위해서는 비교적 저온영역에서 산소이온 전도도가 높고 전자 전달계수가 낮은 전해질로 대체함으로써 전지의 작동온도를 낮추어야될 필요가 있다. 이러한 물질에는 doped-ceria 계 전해질과 LSGM의 perovskite 계 전해질이 연구되어지고 있다[4]. 연료극으로는 수소 연료를 공급시 Ni-YSZ 전극이 사용되어지나 메탄과 같은 탄화수소계열의 연료를 공급하게 되면 탄소 침적에 의한 연료극의 성능의 저하와 수명이 단축되어지는 문제점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해서 본 연구에서는 비교적 저온영역에서 doped ceria계 전해질을 이용하여 산소이온 전도도를 높이고, perovskite계 전극을 이용하여 내부 건식 개질 반응 시 탄소침적 문제를 해결하여 전지 성능을 향상시키고자 하였다.[3] 이에 cell을 제작하여 전극과 각각의 전해질 사이의 상안정성의 문제와 migration에 의한 부반응물의 생성여부 및 특성들을 관찰하였고 각각의 전해질과 전극 사이의 전지 특성과 효율을 관찰하여 비교 분석하였다. |
