| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 봄 (05/13 ~ 05/14, 삼척 팰리스 호텔) |
| 권호 | 16권 1호 |
| 발표분야 | C. Energy and the Environment(에너지 및 환경재료) |
| 제목 | 중저온 고체산화물 연료전지용 LSM계 나노복합전극의 계면현상평가 |
| 초록 | 중저온작동 고체산화물 연료전지에 적용되는 La0.8Sr0.2MnO3(LSM)계 복합 공기극의 전해질-전극 계면에 따른 분극저항 성능을 비교, 평가하였다. 중저온에서 사용 가능한 LSM계 전극을 제조하기 위해 기존 LSM-YSZ(Yttria-stabilized zirconia) 대신, 이온전도도가 우수하다고 알려진 ScSZ(Scandia-stabilized zirconia)를 첨가한LSM-ScSZ 복합 전극을 제조하고 성능의 변화를 관찰하였다. 분말 합성은 polymer complex법의 일종인 Pechini법을 사용하였고, YSZ(TZ-8Y, Tosoh) 및 ScSZ(Seimi Chem.) 상용 분말을 응고핵으로 첨가함으로써 전해질 core에 LSM 나노 분말이 흡착된, LSM계 나노복합분말을 합성하였다. DI water(De-ionized water)에 citric acid(Duksan Chem.), ethylene glycol(Aldrich Chem.)을 녹인 후 lanthanium nitrate hexahydrate(Aldrich Chem.), strontium nitrate(Aldrich Chem.), manganese acetate(Aldrich Chem.)를 용해시켜 금속 이온을 고분자에 흡착시켰다. 400℃에서 2시간 동안 탈지하여 고분자를 제거하고, 800℃에서 4시간 하소하여 perovskite 상을 얻었으며 XRD로 이를 확인하였다. 제작된 나노복합분말을 α-terpinol(Aldrich Chem.) 용매에 ethyl cellulose를 바인더로 하여 페이스트를 제조한 뒤, YSZ pellet 위에 스크린프린팅하고 1,000℃에서 4시간 소결하여 반쪽전지(half cell)를 제조하였고, 임피던스 분석을 통해 분극 저항을 측정하여 공기극의 성능을 평가하였다. YSZ에서 ScSZ로 전해질 상의 이온전도도가 높아진 것에 대한 분극저항 모델과 실제 실험 결과를 비교하고, 전극-전해질 계면의 변화에 따른 분극저항 변화 원인을 규명하기 위해 Gerischer element를 이용한 산소 이온 교환능을 계산하고, 비교하였다. |
| 저자 | 이대희, 김홍연, 이성오, 정인용, 문주호 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 고체산화물 연료전지; 공기극; 임피던스 분석; Gerischer element |
