• 제목/요약/키워드: 고온 수증기 전해

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고온 수증기 전해 수소제조 (Hydrogen Production through High Temperature Steam Electrolysis System)

  • 최호상
    • 멤브레인
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    • 제19권1호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • 수소에너지는 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있는 2차 청정에너지로서 연소 및 반응 생성물이 환경을 오염시키지 않을 뿐만 아니라 에너지의 수송 및 저장이 용이한 화학적 매체이다. 물의 전기분해를 이용한 수소제조는 오염을 유발시기지 않으면서도 영구적인 재생에너지 시스템으로 이용할 수 있다. 고온 수증기전해의 핵심기술은 분해된 산소 또는 프로톤 이온이 전해질을 통해 신속하게 전달될 수 있는 전해질의 개발이 제1 핵심요건이며, 이어서 전류효율에 큰 영향을 미치는 전해질막과 전극재료의 접합기술의 확보가 중요한 핵심 요소기술이다.

고온 수증기 전해용 $La_{x}Sr_{1-x}GaO_{3}$ 전극 재료의 합성 연구 (A Study on Synthesis of $La_{x}Sr_{1-x}GaO_{3}$ Electrode Material for High Temperature Steam Electrolysis)

  • 박미선;류시옥;우상국;박영태;최호상
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.432-438
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    • 2009
  • In this paper, we synthesized LSG powder by Modified-GNP method. Lanthanum, strontium and gallium (LSG) were selected in the preparation of an oxygen-electrode (anode) for High Temperature Steam Electrolysis system (HTSE). The used amount and concentration of nitric acid were varied to find out an appropriate composition for oxygen-electrode (anode). In order to optimize the molar ratio of La and Sr, ratio of La to Sr was varied that 2:8, 5:5 and 8:2. The combined LSGs were calcined for 2 hours at $700^{\circ}C$ and were sintered in a furnace for 4 hours at $1200^{\circ}C$. The phase and crystallinity of LSG powder were determined by XRD. The surface morphology was observed through SEM photograph, and the specific surface area was investigated with BET. The thermochemical property was determined by TG/DTA. The synthesized preparation was obtained of $La_{0.8}Sr_{0.2}GaO_{3}$ formula for 3M nitric acid, which was the best perovskite phase.

Glycine-Nitrate Process를 이용한 고온 수증기 전해용 (La, Sr)$MnO_3$ 전극의 합성 및 특성 연구 (Preparation and Characterization of (La, Sr)$MnO_3$ Electrode for High Temperature Steam Electrolysis by Glycine-Nitrate Process)

  • 최호상;김현진;류시옥;황갑진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.46-51
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    • 2007
  • LSM powder material for an oxygen-electrode(anode) of High Temperature Steam Electrolysis (RISE) was synthesized by a Modified-Glycine nitrate process(GNP). Amount of nitric acid and its concentration was varied to find out an appropriate composition for the oxygen-electrode(anode). In order to optimize the amount of Glycine used as an oxidant of self-combustion process, the ratio of Glycine to Anion was varied. $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3$, $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_3$, and $La_{0.2}Sr_{0.8}MnO_3$ were synthesized in this study. Those LSM were dried for overnight to remove moisture from the material at $110^{\circ}C$ and were calcined 2 hours at $650^{\circ}C$ and were sintered in a furnace for 5 hours at $1400^{\circ}C$. Their structures, surface morphologies, surface areas, and weight changes were investigated with XRD, SEM, BET, and TG/DTA. The best perovskite phase for the oxygen-electrode of HTSE was obtained with $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3$ formula in which 100 ml of 3M nitric acid was used in the preparation of its formula. The optimized ratio of Glycine to Anion was 2.

NiO/YSZ/Pt 전해셀의 고온 수증기 전해에 의한 수소제조 특성 (Hydrogen Production by the High Temperature Steam Electrolysis of NiO/YSZ/Pt Cell)

  • 유지행;김영운;이시우;서두원;홍기석;한인섭;우상국
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.62-68
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    • 2006
  • High temperature electrolysis is a promising technology to produce massively hydrogen using renewable and nuclear energy. Solid oxide fuel cell materials are candidates as the components of steam electrolysers. However, the polarization characteristics of the typical electrode materials during the electrolysis have not been intensively investigated. In this study, NiO electrode was deposited on YSZ electrolyte by spin coat process and firing at $1300^{\circ}C$. Pt electrode was applied on the other side of the electrolyte to compare the polarization characteristics with those by NiO during electrolysis. The $H_2$ evolution rate was also monitored by measuring the electromotive force of Lambda probe and calculated by thermodynamic consideration. At low current density, Pt showed lower cathodic polarization and thus higher current efficiency than Ni, but the oxidation of Ni into NiO caused the increase of anodic resistance with increasing current density. High overpotential induced high power consumption to produce hydrogen by electrolysis.

(La0.8Sr0.2)0.95MnO3/Yttria Stabilized Zirconia 복합체 전극을 이용한 고온 수증기 전기분해 연구 (A Study on the High Temperature Steam Electrolysis Using (La0.8Sr0.2)0.95MnO3/Yttria Stabilized Zirconia Composite Electrodes)

  • 지종섭;김창희;강용;심규성
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권5호
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    • pp.627-631
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    • 2005
  • 고온수증기 전기분해의 양극물질로 이용될 수 있는 $(La_{0.8}Sr_{0.2})_{0.95}MnO_3$/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 $1,100^{\circ}C$에서 열처리 코팅하여 제조하였다. 실험결과로부터 LSM/YSZ 복합체 전극의 전기화학적 특성은 전극을 이루는 삼상계면의 구조와 전기분해 온도에 영향을 받는다는 것을 확인하였다.

고온 수증기 전해 수소제조를 위한 전해질 막의 전기화학적 특성 고찰 (Electrochemical Characteristics of Electrolyte Membrane for Hydrogen Production in High Temperature Electrolysis)

  • 최호상;손효석;심규성;황갑진
    • 멤브레인
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    • 제15권4호
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    • pp.349-354
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    • 2005
  • 이트리아 안정화 지르코니아(yttria stabilized zirconia, YSZ)를 전해질로 선정하여 소결조건에 따른 열적 안정성과 전기적인 특성을 분석하였다. SEM사진으로 소결온도가 증가할수록 입자가 커지므로 상대적으로 기공은 줄어드는 것을 보였고 입자크기에 따른 영향을 확인하였다. 전기적 특성을 알아보고자 2단자법(2-probe method)으로 $800\~1000^{\circ}C$의 오도에서 교류 임피던스 측정을 통하여 전해질 내의 저항과 전기전도도 측정으로 입자 내부 저항 및 전기적 성능을 평가하였다. 소결온도가 $1400^{\circ}C$일 때 건식법과 습식법에서 밀도는 각각 6.13, 6.25 $g/cm^3$이며, 상대밀도는 각각 98, 99$\%$였다. 소결온도가 올라갈수록 저항은 낮아지고, 전도도는 커지는 것을 확인할 수 있으며, 건식 및 습식법으로 제작한 전해질의 전기전도도는 $10000^{\circ}C$에서 각각 $8.8\times10^{-2},\;11\times10^{-2}$ S/cm이었다.