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- 저자 : 유충열(Chung-Yul Yoo) (검색결과 3 건)
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LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층이 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막의 산소투과 거동에 미치는 영향
차다솜,유충열,주종훈,유지행,한문희,조철희,Cha, Da-Som,Yoo, Chung-Yul,Joo, Jong Hoon,Yu, Ji Haeng,Han, Moon-Hee,Cho, Churl-Hee 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.5
본 연구에서는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막 표면에 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층을 코팅한 후 활성층의 열처리 온도, 두께, 침투법을 이용한 STF 도입이 산소투과 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성층 도입은 복합 분리막의 산소 투과 유속을 급격히 증진시켰으며 이는 활성층 성분인 LSC/GDC (50 : 50 vol%)가 전자 전도성 및 표면 산소 분해 반응을 증진시켰기 때문이었다. 활성층의 열처리 온도가 $900^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 증가하였고 이는 분리막과 활성층 사이 그리고 활성층의 결정입간 접촉이 증진하여 산소이온과 전자 흐름을 증진시켰기 때문으로 설명되었다. 코팅층의 두께가 약 $10{\mu}m$에서 약 $20{\mu}m$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 오히려 감소하였는데 이는 코팅층의 두께가 증가할수록 기공을 통한 공기 중의 산소 유입이 어려워지기 때문으로 설명되었다. 또한, 코팅층에 침투법을 이용하여 STF를 도입한 경우가 STF를 도입하지 않은 경우 보다 높은 산소 투과 유속을 보였는데 이는 도입된 STF가 산소 분해하는 표면 반응 속도를 촉진시키기 때문이다. 본 연구로부터 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층 코팅 및 특성 제어는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막의 산소투과 증진에 매우 중요함을 확인하였다. In the present study, disc-type LSCF/GDC (20 : 80 vol%) dual-phase membranes having porous LSC/GDC (50 : 50 vol%) active layers were prepared and effect of active layers on oxygen ion transport behavior was investigated. Introduction of active layers improved drastically oxygen flux due to enhanced electron conductivity and oxygen surface exchange activity. As firing temperature of active layer increased from $900^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$, oxygen flux increased due to improved contact between membrane and active layer or between grains of active layer. The enhanced contact would improve oxygen ion and electron transports from active layer to membrane. Also, as thickness of active layer increased from 10 to $20{\mu}m$, oxygen flux decreased since thick active layer rather prevented oxygen molecules diffusing through the pores. And, STF infiltration improved oxygen flux due to enhanced oxygen reduction reaction rate. The experimental data announces that coating and property control of active layer is an effective method to improve oxygen flux of dual-phase oxygen transport membrane.
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Pt/GDC/Pt 셀을 이용한 물과 질소로부터 전기화학적 암모니아 합성
정하나 ( Ha Na Jeoung ),김종남 ( Jong Nam Kim ),유충열 ( Chung Yul Yoo ),주종훈 ( Jong Hoon Joo ),유지행 ( Ji Haeng Yu ),송기창 ( Ki Chang Song ),( Monika Sharma ),윤형철 ( Hyung Chul Yoon ) 한국화학공학회 2014 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.52 No.1
본 연구에서는 Pt/GDC/Pt 셀을 이용하여 상압에서 물과 질소로부터 전기화학적으로 암모니아를 합성하는 연구를 수행하였다. 수분이 포화된 질소분위기에서 작동온도(400~600 oC)와 전압(OCV(Open Circuit Voltage)~1.2 V)에 대한 전기화학적 특성 평가를 수행하였고, 암모니아 합성량을 정량 분석하였다. 정전압 하에서 작동온도의 증가에 따라 인가 전류의 증가로 암모니아 합성량은 증가하였으나, Pt 전극에서 암모니아 합성에 필요한 질소의 화학적 해리 흡착 반응 의 한계로 패러데이 효율(faradaic efficiency)은 감소하였다. 600 oC에서 최대 암모니아 합성량인 3.67×10-11 mols-1cm-2 (6.7 mA) 얻었고 패러데이 효율은 0.1%이다. Electrochemical ammonia synthesis from water and nitrogen using a Pt/GDC/Pt cell was experimentally investigated. Electrochemical analysis and ammonia synthesis in the moisture-saturated nitrogen environment were performed under the operating temperature range 400~600 oC and the applied potential range OCV (Open Circuit Voltage)- 1.2V. Even though the ammonia synthesis rate was augmented with the increase in the operating temperature (i.e. increase in the applied current) under the constant potential, the faradaic efficiency was decreased because of the limitation of dissociative chemisorption of nitrogen on the Pt electrode. The maximum synthesis rate of ammonia was 3.67×10-11 mols-1cm-2 with 0.1% faradaic efficiency at 600 oC.
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