| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 가을 (11/11 ~ 11/12, 무주리조트) |
| 권호 | 16권 2호 |
| 발표분야 | C. Energy and the Environment Technology(에너지 및 환경재료) |
| 제목 | 고체산화물 연료전지용 LSM-ScSZ 나노복합 공기극의 제조 및 평가 |
| 초록 | 중온작동 고체산화물 연료전지에 적용되는 La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)-Sc0.1Zr0.9O1.95(Scandia Stabilized Zirconia, ScSZ) 나노복합 공기극을 Polymer Complex법을 통해 제조하고, 전기화학적 임피던스 분석을 통해 성능 및 장기안정성을 평가하였다. LSM-ScSZ 나노복합 공기극을 제조하기 위해 polymer complex 방법 중 Pechini method를 사용하였고, 보편적으로 쓰는 이온전도체인 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)보다 이온 전도성이 높은 ScSZ 상용 분말을 핵으로 첨가함으로써 ScSZ core에 LSM 나노 분말이 코팅된, LSM-ScSZ 나노복합분말을 합성하였다. 이를 통해, 열적으로 보다 안정한 ScSZ core가 안정한 골격 구조를 형성하고 LSM 나노 촉매를 효과적으로 분산시킴으로써 중온형 고성능 공기극을 제조하는 것을 목표로 하였다. DI water(De-ionized water)에 citric acid(Duksan Chem.)와 ethylene glycol(Aldrich Chem.)을 녹인 후 Lanthanium nitrate hexahydrate(Aldrich Chem.), strontium nitrate(Aldrich Chem.), Manganese nitrate hexahydrate(Aldrich Chem.)를 용해시켜 금속 이온을 고분자에 흡착시켰다. 400℃에서 2시간 동안 탈지를 통해 고분자를 제거하고, 800℃에서 4시간 하소하여 perovskite 상을 얻었으며 이를 XRD로 확인하였다. 제작된 나노복합분말을 α-terpinol(Aldrich Chem.) 용매에 ethyl cellulose를 바인더로 하여 페이스트를 제조한 뒤, 일축가압성형으로 제작한 YSZ(TZ-8Y, Tosoh) pellet 위에 스크린프린팅하고 900℃에서 4시간 소결하여 반쪽전지(half cell)를 제조하였다. 나노복합 공기극의 성능을 비교하기 위해 상용 LSM과 ScSZ를 섞어서 동일한 방법으로 페이스트를 제조하여 반쪽 전지를 만들었고 임피던스 분석을 통해 분극 저항을 측정하여 공기극의 성능을 평가하였다. 또한 장기 안정성을 평가하기 위하여 주기적인 current 부하를 주는 Accelerated life-time test(ALT)를 통해 장시간 구동시 분극 저항의 변화를 측정하였다. |
| 저자 | 이성오, 이대희, 정인용, 문주호 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | LSM; ScSZ; SOFC; Cathode |
