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박성기 ( Park Seong Gi ),최재식 ( Choe Jae Sig ),이상화 ( Lee Sang Hwa ),이호인 ( Lee Ho In ) 한국공업화학회 2003 공업화학 Vol.14 No.5
La_(1-x)Sr_(x)CoO₃ (x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6)계 페롭스카이트형 산화물을 산소전극 촉매로 이용한 알칼리형 연료전지의 산소환원 반응에 대하여 연구하였다. Temperature-programmed reduction/oxidation (TPR/TPO) 기법을 통하여, 페롭스카이트 구조내의 격자산소의 거동을 조사하였다. 연료전지의 전류 밀도는 x=0.2일 때 가장 높은 값을 보였으며, x=0.2, 0.4, 0.0, 0.6의 순서로 감소하였다. TPR 실험에서는, 사용된 모든 페롭스카이트 산화물이 650 K 부근의 α 피크과 700 K 부근의 β 피크를 보였으며, TPO 실험의 경우는 넓은 온도범위에 걸친 단일 피크가 나타났다. 각 페롭스카이트들의 환원반응과 재산화 반응의 활성화에너지를 Arrhenius plot을 통하여 구하였으며, TPR의 α 피크에 해당하는 환원반응의 활성화에너지가 작을수록 연료전지에서의 전류밀도는 크게 나타났다. 이로부터, TPR의 α 피크와 연관이 있는 격자산소가 연료전지의 산소환원 반응에 참여하는 활성종임을 알 수 있었다. The oxygen reduction in alkaline fuel cell was studied with La_(l-x)Sr_(x)CoO_(3) (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6) perovskite-type oxides as oxygen electrode. The behavior of lattice oxygen of perovskite structure was examined by temperature-programmed reduction/oxidation(TPR/TPO) method. The maximum current density was occurred at x = 0.2 and decreased by the order of x = 0.2, 0.4, 0.0, and 0.6. In TPR experiments, all the perovskites gave a peak at about 650K and βpeak at about 700 K, while a broad single peak was observed in TPO experiment. Activation energies of reduction and re-oxidation of perovskites were calculated by Arrhenius plot. The smaller the activation energy of TPR a peak, the larger the current density of fuel cell suggesting that the lattice oxygen for TPR a peak is the active species for oxygen reduction in alkaline fuel cell.
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