• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.128.1-128.1
• /
• 2010

본 연구는 세라믹 연결재로 사용되는 Perovskite 구조의 LYSMO조성의 실제 SOFC stack적용을 위한 소결온도 제어방법에 관해 연구하였다. SOFC 단전지에서 IC소재는 $1300{\sim}{\cdot}1400^{\circ}C$의 온도에서 소결이 이루어져만 하나 현재 연구발표된 IC는 대부분이 $1500^{\circ}C$ 이상에서 소결이 되므로 실제 stack적용에 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기위해 IC소재에 소결조제를 첨가하여 소결온도를 제어코자 하였다. 실험결과 $MgB_6$와 $LaB_6$등의 불화물계의 첨가가 세라믹 연결재의 소결온도 감소에 효과적인 것으로 나타났다. 소결조제의 첨가는 소결온도의 감소를 이끌었지만 열팽창 계수에는 큰 영향을 끼치지는 않았다. 하지만 전기적 특성은 큰 폭으로 감소하여 전기전도도 개선을 위한 다른 방안이 필요함을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.89.1-89.1
• /
• 2010

본 연구는 세라믹 연결재로 사용되는 Perovskite 구조의 LSTO조성의 실제 SOFC stack 적용을 위한 소결온도를 낮출 수 있는 방법에 관해 연구하였다. SOFC 단전지에서 IC 소재는 $1300{\sim}1400^{\circ}C$에서 소결이 이루어져야만 하나 현재 사용하고 있는 LCO계 조성의 경우 $1500{\sim}1600^{\circ}C$의 높은 온도에서 소결이 이루어지며 고온에서 $Cr_2O_3$의 휘발로 인해 낮은 전기전도성을 갖는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 IC 소재에 소결조제를 첨가하여 소결특성을 평가하였고, SEM과 XRD분석을 통하여 perovskite 단일상이 합성된 것을 확인하였다. 또한 Archimedes법을 사용하여 흡수율 및 겉기공율을 측정하였고, DC analyzer를 사용하여 전기전도도를 측정한 결과 대기분위기 $750^{\circ}C$에서 높은 값을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.136.1-136.1
• /
• 2010

고체산화물 연료전지(SOFC)에서 사용되는 연결재의 주 기능은 각 단위 셀의 연료극과 다음 셀의 공기극을 전기적으로 연결하여, 공기와 사용연료의 분리역할을 하기위해 사용된다. SOFC용 연결재는 다른 구성요소 소재보다 높은 전기전도성, 낮은 이온전도성이 요구되며 SOFC는 고온에서 작동되기 때문에 다른 구성 소재들과 유사한 열팽창계수와 물리, 화학적인 안정성이 요구된다. 현재 연결재 제조기술은 plasma coating, sputtering, screen printing, 전사법등 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 저렴한 비용으로 대량생산이 용이한 고상반응법을 적용하여 세라믹연결재를 제조하고, 그 특성을 연구하였다. 세라믹 연결재로서 선정한 합성조성은 $(La_{0.7}Ca_{0.3})(Cr_{0.9}Co_{0.1})O_3$로 SOFC 작동온도에서 높은 전기전도도를 나타낸다. LCCO 연결재를 1300, 1400 및 $1500^{\circ}C$에서 합성을 진행하였을 때 출발원료로 $CaCO_3$를 $CaF_2$로 대체하였을 때의 소결특성을 평가하였고, SEM과 XRD분석을 통하여 균질하고 결정성이 우수한 분말이 합성된 것을 확인하였고 DC impedance analyzer를 사용하여 전기전도도를 측정하였다. TMA를 사용하여 열팽창계수를 측정한 결과 YSZ(${\sim}10.8{\times}10^{-6}/^{\circ}C$)와 동일한 값을 나타내었다.