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(La0.8Sr0.2)0.95MnO3/Yttria Stabilized Zirconia 복합체 전극을 이용한 고온 수증기 전기분해 연구
지종섭 ( Jong Sup Ji ),김창희 ( Chang Hee Kim ),강용 ( Yong Kang ),심규성 ( Kyu Sung Sim ) 한국화학공학회 2005 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.43 No.5
고온수증기 전기분해의 양극물질로 이용될 수 있는 (La0.8Sr0.2)0.95MnO3/yttria-stabilized zirconia (LSM/YSZ) 복합체 전극을 x-ray diffractometry, scanning electron microscopy 그리고 galvanodynamic, galvanostatic polarization method로 연구하였다. 이런 목적으로 perovskite-type의 LSM 물질은 공침법을 이용하여 제조하였으며, 8 mol% YSZ와 몰분율을 달리하여 복합체 전극을 합성하였다. LSM/YSZ 복합체 전극은 평판의 YSZ 전해질에 LSM/YSZ 복합체를 스크린 프린팅 후 1,100˚C에서 열처리 코팅하여 제조하였다. 실험결과로부터 LSM/YSZ 복합체 전극의 전기화학적 특성은 전극을 이루는 삼상계면의 구조와 전기분해 온도에 영향을 받는다는 것을 확인하였다. The (La0.8Sr0.2)0.95MnO3/yttria-stabilized zirconia (LSM/YSZ) composites were investigated as anode materials for high temperature steam electrolysis using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, galvanodynamic and galvanostatic polarization method. For this purpose, the LSMperovskites were fabricated in powders by co-precipitation method and then were mixed with 8 mol% YSZ powders in different molar ratios. The LSM/YSZ composites were deposited on 8 mol% YSZ electrolyte disks by means of a screen printing method, followed by sintering at temperatures above 1,100˚C. From the experimental results, it is concluded that the electrochemical properties of LSM and the LSM/YSZ composites are closely related to their microstructure and operating temperatures.
고체산화물 전해질을 이용한 전해셀의 제작 및 특성실험 연구
심규성,박기배,김창희,지종섭 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
고체산화물 전해질을 이용하는 고온 수증기 전해방법은 물분해에 필요한 자유에너지가 반응온도가 올라감에 따라 감소하게 되므로 고온에 의해 이론 분해전압을 저감시킬 수 있는 장점을 가지고 있는 수전해 기술이다. 고온 수전해에는 700℃ 이상의 고온에서 사용이 가능한 고체산화물 전해질이 요구되며, 산소이온 또는 수소이온 전도성을 가진 고체전해질이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고체산화물 전해질로 널리 알려진 YSZ(Yttria-stabilized Zirconia)를 전해질로 이용하고, anode current collector로 LSM(La0.7Sr0.3MnO3-x), LSC(La0.2Sr0.8CoO3-x), LSGF(La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-x) 등을 이용하며, cathode 전극으로는 NiO를 이용하는 disk형 전해셀을 구성하여 제작하였다. 전극물질의 특성은 XRD로 분석하였으며, 온도에 따른 anode 전극물질의 전기전도도를 측정하여 이들의 전도특성을 비교하였다. 제작된 전해셀에 대해서는 전해질의 두께에 따른 전류밀도, 온도변화에 따른 전류밀도를 비교하여 고온 수증기 전해셀로의 사용가능성을 검토하였다.