• 한국세라믹학회지
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• 제53권5호
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• pp.494-499
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• 2016

In this work, the effects of different sintering inhibitors added to $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_{3-{\partial}}$ (LSM) were studied to obtain an optimum cathode material for cathode-supported type of Solid oxide fuel cell (SOFC) in terms of phase stability, mechanical strength, electric conductivity and porosity. Four different sintering inhibitors of $Al_2O_3$, $CeO_2$, NiO and gadolinium doped ceria (GDC) were mixed with LSM powder, sintered at $1300^{\circ}C$ and then they were evaluated. The phase stability, sintering behavior, electrical conductivity, mechanical strength and microstructure were evaluated in order to assess the performance of the mixture powder as cathode support material. It has been found that the addition of $Al_2O_3$ undesirably decreased the electrical conductivity of LSM; other sintering inhibitors, however, showed sufficient levels of electrical conductivity. GDC and NiO addition showed a promising increase in mechanical strength of the LSM material, which is one of the basic requirements in cathode-supported designs of fuel cells. However, NiO showed a high reactivity with LSM during high temperature ($1300^{\circ}C$) sintering. So, this study concluded that GDC is a potential candidate for use as a sintering inhibitor for high temperature sintering of cathode materials.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.94-99
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• 2004

연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권5호
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• pp.368-373
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• 2004

To improve the conventional cathode-supported tubular solid oxide fuel cell (SOFC) from the viewpoint of low cell power density, expensive fabrication process and high operation temperature, the anode-supported tubular solid oxide fuel cell was investigated. The anode tube of Ni-8mol% $Y_2$O$_3$-stabilized $ZrO_2$ (8YSZ) was manufactured by extrusion process, and, the electrolyte of 8YSZ and the multi-layered cathode of $LaSrMnO_3$(LSM)ILSM-YSZ composite/$LaSrCoFeO_3$ were coated on the surface of the anode tube by slurry dip coating process, subsequently. Their cell performances were examined under gases of humidified hydrogen with 3% water and air. In the thermal cycle condition of heating and cooling rates with $3.33^{\circ}C$/min, the anode-supported tubular cell showed an excellent resistance as compared with the electrolyte-supported planar cell. The optimum hydrogen flow rate was evaluated and the air preheating increased the cell performance due to the increased gas temperature inside the cell. In long-term stability test, the single cell indicated a stable performance of 300 mA/$\textrm{cm}^2$ at 0.85 V for 255 hr.

• 한국자기학회지
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• 제11권4호
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• pp.151-156
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• 2001

최근 망간산화물 Ln$_{1-x}$A$_{x}$MnO$_3$(Ln=La, Pr, Nd등의 lanthannide; A=Ca, Sr, Ba, Pb 등의 +2가 이온)는 초거대자기저항(CMR) 특성으로 많은 연구그룹의 주목을 받고 있다. 그런데 chalcogenide spinels에서도 CMR특성이 관측되는 것으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 chalcogenide Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$Cr$_2$S$_4$에서 Ni이온이 CMR 특성에 미치는 효과를 X선 회절 실험, 자기저항측정, 그리고 Mossbauer 분광실험으로 조사하였다. 그 결과 Ni이온의 치환은 Jahn-Teller distortion을 심화시키고, 또한 T$_{c}$ 값에 증가를 초래하여 CMR현상에 영향을 준다. T$_{c}$ 부근에서 일어나는 CMR현상은 망간산화물에서의 $Mn^{3+}$ 와 $Mn^{4+}$ 사이의 이중교환상호작용과는 다르게 동적 Jahn-Teller효과에 기인한 도체-반도체전이와 자기장하에서 절반 금속성의 에너지밴드구조를 갖는 시료의 스핀편향에 의한 전도현상 그리고 자기구역의 정렬에 의하여 발생되는 것으로 나타났다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.75.2-75.2
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• 2007

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2007년도 제33회 하계학술대회 초록집
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• pp.290-290
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• 2007

• 전기화학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-7
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• 1998

중간온도$(700\~800^{\circ}C)$형 고체산화물 연료전지(solid oxide filet cells)의 양극재료로 이용을 목표로 $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$ 분말을 합성하고 이의 열적 안정성, 전도특성을 조사하였다. 또한 이를 CGO(Cerium-Gadolinium Oxide) 전해질 디스크에 부착하여 양극특성을 조사하였다. 양극재료를 구연산 법에 의하여 $800^{\circ}C$에서 하소하여 분말을 합성하였을 때, Fe의 함량에 상관없이 모두 페롭스카이트 단일상을 얻을 수 있었다. 합성분말의 열적 안정성을 측정하였는데, Fe의 함량이 적을수록 열적 안정성이 열악하여 x=0.0인 시료는 $1300^{\circ}C$에서 분해되었다 그러나 Fe이 치환된 재료의 경우에는 $1400^{\circ}C$까지 분해현상은 없었으나 $1300^{\circ}C$ 근처에서 용응되는 현상이 관찰되어 양극층의 접착온도를 $1300^{\circ}C$ 이하로 설정해야 함을 알았다. $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$로 반쪽전지를 제작하여 $800^{\circ}C$ 공기중에서 전지를 가동하며 양극의 산소환원 반응에 대한 활성을 조사한 결과 조성에 상관없이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 활성을 가졌고, $x=0.0\~0.5$인 전극중에서는 x=0.2일 때 가장 좋은 양극특성을 보였다. 이와 같이 x=0.2인 경우에 가장 우수한 활성을 갖는 이유를, Fe의 함량이 많은 경우는 열적 안정성이 우수하나산소환원 반응에 대한 활성은 감소하므로 x=0.2에서 열적 안정성과 활성 사이에 최적의 trade-off가 나타남으로 설명하였다. x=0.2인 시료의 전기 전도도를 직류 4단자법에 의하여 측정하였을 때 $800^{\circ}C$에서 51 S/cm의 값을 나타내었고, 교류 2단자법으로 측정한 이온 전도도는$800^{\circ}C$에서 $6.0\times10^{-4}S/cm$의 값을 나타내었다. 즉 이 물질은 혼합 전도체로서 전극의 전 표면이 반응의 활성점으로 작용할 가능성이 있고, 이로부터 이들이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 양극활성을 갖는 이유를 설명할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.501-506
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• 2019

To overcome the limitations of the conventional Ni anode-supported SOFCs, various types of ceramic anodes have been studied. However, these ceramic anodes are difficult to commercialize because of their low cell performances and difficulty in manufacturing anode-support typed SOFCs. Therefore, in this study, to use these ceramic anodes and take advantage of anode-supported SOFC, which can minimize ohmic loss from the thin electrolyte, we fabricated cathode support-typed SOFC. The cathode-support of LSCF-YSZ was prepared by the acid treatment of conventional Ni-YSZ (Yttria-stabilized Zirconia) anode-support, followed by the infiltration of LSCF to YSZ scaffold. The composite of $La(Sr)Ti(Ni)O_3$ and $Ce(Mn,Fe)O_2$ was used as the ceramic anode. The fabricated cathode-supported button cell showed a relatively low power density of $0.207Wcm^{-2}$ at $850^{\circ}C$; however, it is expected to show better performance through the optimization of the infiltration rate and thickness of LSCF-YSZ cathode-support layer.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제4권2호
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• pp.95-102
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• 2000

Methane combustion over perovskite-type oxides prepared using the malic acid method was investigated. To enhance the catalytic activity, the perovskite oxides were modified by the substitution of metal into their A or B site. In addition, the reaction conditions, such as the temperature, space velocity, and partial pressure of the methane were varied to understand their effect on the catalytic performance. With the LaCoO3-type catalyst, the partial substitution of Sr or Ba into site A enhanced the catalytic activity in the methane combustion. With the LaBO3(B=Co, Fe, Mn, Cu)-type catalyst, the catalytic activities were exhibited in the order of Co>Fe Mn>Cu. Futhermore, the partial substitution of Co into site B enhanced the catalytic activity, whereas an excess amount of Co decreased the activity. The surface area and catalytic activity of the perovskite catalysts prepared using the malic acid method showed higher values than those prepared using the solid reaction method. The catalytic activity was enhanced with decreased methane concentration and with a decrease in the space velocity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권12호
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• pp.1211-1217
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• 2006

This study is focused on oxidation prevention of STS430, which is generally used as solid oxide fuel cell(SOFC) interconnect at intermediate operating temperatures with oxidation-proof coatings. Inconel, $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ and $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCr)$ were chosen as coating materials. Using a radio frequency magnetron sputtering method, each target material was deposited as thin film on STS430 and was analyzed to find out favorable conditions. In this study, LSCr-coated STS430 can reduce electrical resistance to 1/3 level, compared with uncoated STS430. Also, long-term durability test at $700^{\circ}C$ for 1000 hours tells that LSCr thin layer performs an important role to prohibit serious degradations. Superior oxidation-resistant characteristic of LSCr-coated STS430 is attributed to the inhibition of spinel structure formation such as $MnCr_2O_4$.