• Title/Summary/Keyword: 박막 전해질

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Chemical Degradation of Tungsten Oxide Thin Films (텅스텐 산화물 박막의 화학적 퇴화)

  • Lee, Kil-Dong
    • Solar Energy
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    • v.15 no.3
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    • pp.141-149
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    • 1995
  • The tungsten oxide thin films were prepared on $s_i$ wafer by using an electron-beam evaporation technique. Thickness and structure of tungsten oxide film degraded in various electrolytes were analyzed by Rutherford backscattering spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscope. Thickness of $WO_3$ film was the most dissolved in 1M $H_2SO_4$ electrolytye. We have confirmed that the degradation of this films was accelerated by $H_2O$ in electrolytes. But the electronic structure of film degraded by electrolyte contained of glycerol was not changed as comparision with as-deposited film. The degradation may be attributed to a change of thickness and the surface morphology of the film.

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Nonlinear Contact Analysis of the Air Plate in a Fuel Cell (연료전지 공기판의 비선형 접촉 해석)

  • Park, Jung-Sun;Yang, Ji-Hae;Im, Jong-Bin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.3
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    • pp.22-29
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    • 2004
  • Deformation of the porous media has influence on performance of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). The stress distributions and deformation of the porous media are major factors for safe and efficient operation in the PEMFC. In this paper, nonlinear contact analysis of air plate and porous media is performed under a working condition to predict the performance characteristics of the air plates. Two kinds of models are suggested for this study. The first porous media model has nonlinear material properties. The second model has nonlinear material properties with contact condition between porous media and air plate. The numerical analysis results of the two models are somewhat different. It is shown that the nonlinear contact analysis is required for the design study of the PEMFC.

Preparation of $Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{x}$ Electrolyte Thin Film for Solid Oxide Fuel Cells by Electrophoretic Deposition (전기영동법을 이용한 고체산화물 연료전지용 $Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{x}$ 전해질 박막 제조)

  • Kim, Dong-Gyu;Song, Min-Wu;Lee, Kyeong-Seop;Kim, Yoen-Su;Kim, Young-Soon;Shin, Hyung-Shik
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.6
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    • pp.781-785
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    • 2011
  • In this work, a nano-sized samaria-doped ceria(SDC) was prepared by a urea-based hydrothermal method and characterized by XRD, FESEM and TEM. It was observed that the increase in synthesis time and temperature gave rise to crystallity and particles size. Moreover, the synthesised powders had a excellent ion-conductivity(0.1 S/cm at 600~$800^{\circ}C$) which is suitable for electrolyte of intermediate temperature-solid oxide fuel cell(IT-SOFC). Subsequently for use as electrolyte for anode-supported IT-SOFC, we tried to deposit the SDC powder on a porous NiO-SDC substrate by electrophoretic deposition(EPD) method. From the FESEM observation, a compact

The development status and key technologies of Solid oxide fuel cell (고체산화물연료전지의 핵심기술과 개발 현황)

  • Kim, Ho-Sung;Kang, Ju Hee;Kim, Hyo Shin;Kim, Young Mi;Lee, Jong Ho;Oh, Ik Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.127.1-127.1
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    • 2010
  • 고체산화물연료전지는 고효율 및 무공해의 전기화학 에너지 변환장치로서, 최근 국내외에서 활발한 연구개발이 수행되고 있다. 특히, 고체산화물 연료전지 시스템의 조기 상용화를 위해 시스템의 작동온도를 약 $800^{\circ}C$ 이하로 낮추고 저가로 생산 할 수 있는 제조공정 개발에 대한 연구를 적극적으로 수행하고 있다. 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 단위셀를 구성하는 연료극지지체 및 박막 전해질에 대해서 저가 양산의 테이프케스팅법 및 동시소성 공정, 그리고 연료극 지지체 전해질(anode-supported electrolyte)에 대한 공기극 페이스트 프린팅 제조공정에 대해 소개한다. 또한 고체산 화물연료전지의 제조공정 및 시간을 단축하기 위해 방전플라즈마 소결공법(SPS)에 의한 연료극 지지체 제조 공정, 단위셀의 성능 최적화를 위한 나노 스케일의 고성능 전해질 소재 분말합성 공정(crystallite size: 5~10nm, surface area : $100m^2/g$ 이상) 그리고 테이프케스팅에 의한 박막 전해질 제조 공정(thin film : $10{\mu}m$ 이하) 등 주요 단위셀 소재 및 부품의 제조공정 특성 그리고 단위셀의 전기화학적 특성(max. power density : 1.0 W/$cm^2$)에 대해 소개하며, 최종적으로 평판형 대면적 고체산화물연료전지(max. $20cm{\times}15cm$)의 단위셀 상용화 제조 기술 및 성능평가 기술에 대해서도 소개 할 예정이다.

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A Study on the Mechanical Properties of Single and Multiple layer Thin Film of YSZ Electrolyte Produced by E-beam Coating for Solid Oxide Fuel Cells (전자빔 코팅에 의해 제조된 고체산화물 연료전지용 YSZ 전해질 단층 및 다층박막의 기계적 특성 연구)

  • Im, Hae-Sang;Kim, Hui-Jae;Park, Jong-Wan
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.8
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    • pp.792-797
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    • 1999
  • The 8mol.%Y$_2$$O_3$-$ZrO_2$mainly employed as an electrolyte of solid oxide fuel cells(SOFCs) shows excellent electrical properties but has a weakness in the mechanical properties. Since the electrolyte of SOFCs requires both good electrical and mechanical properties, this study was conducted to meet both requirements. The electrolyte thin films were produced on the LSM(cathode material) substrate of a cell and Si wafer. Four electrolyte film types of single layer and the multiple layer, consisting of 3-YSZ(3mol.%$Y_2$$O_3$) with excellent mechanical properties and 8-YSZ with the excellent electric conduction, were produced by electron beam coating technology. Ther crystal structure and the mechanical properties were also analysed. As the results of the study, the 3-YSZ thin film turned out to be in the tetragonal, partially monoclinic phase, while the 8-YSZ thin film showed the cubic phase. The residual stress in the multiple layer was lower than that of the single layer. The microhardness of the multiple layer was similar to that of the existing 8-YSZ single layer both before and after annealing treatment.

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박막 두께변화에 따른 ZnO 저항 메모리소자의 특성 변화

  • Gang, Yun-Hui;Choe, Ji-Hyeok;Lee, Tae-Il;Myeong, Jae-Min
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.28.1-28.1
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    • 2011
  • 비휘발성 저항 메모리소자인 ReRAM은 간단한 소자구조와 빠른 동작특성을 나타내며 고집적화에 유리하기 때문에 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항메모리소자 응용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 박막은 이성분계 산화물로써 조성비가 간단하고, 빠른 동작특성을 나타내며, 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 또한 가시광선 영역에서 광학적으로 투명한 특성을 보이기 때문에 투명소자 응용에도 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Metal/Insulator/Metal (Al/ZnO/Al) 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. Radio frequency (RF) sputter를 이용하여 ZnO 박막을 합성하고 박막의 결정성을 평가하였으며, resistive switching 효과를 관찰하였다. 합성된 박막 내부의 결정성은 메모리 구동 저항에 영향을 주며, 이를 제어하여 신뢰성있는 메모리 효과를 얻을 수 있었다. 특히 박막의 두께를 제어함으로써 구동전압의 변화를 관찰하였으며 소자에 적합한 두께를 평가할 수 있었다. 또한, ZnO 박막 내의 결함에 따른 on/off 저항의 변화를 관찰할 수 있었다. 제작된 저항 메모리소자는 unipolar 특성을 보였으며, 높은 on/off 저항의 차이를 유지하였다. Scanning electron microscope(SEM)을 통해 합성된 박막의 형태를 평가하였고, X-ray diffraction (XRD) 및 transmission electron microscopy (TEM)을 통해 결정성을 평가하였으며, photoluminescence (PL) spectra 분석을 통하여 박막 내부의 결함 정도를 평가하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

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