• 멤브레인
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• 제21권2호
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• pp.148-154
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• 2011

금속-세라믹 복합 분리막은 특히 석탄가스화 공정이나 메탄 개질에서 발생되는 혼합가스로부터 수소를 분리하기 위해 개발되어졌다. 수소투과 금속인 팔라듐과 세라믹 지지체로 $Y_2O_3$-stabilized $ZrO_2$ (YSZ)를 이용하여 cermet 수소분리막을 제조하였다. 이렇게 제조된 분리막은 팔라듐의 연속상이 잘 발달된 치밀 구조를 보였다. Pd/YSZ 분리막의 수소 투과량은 100% 수소를 흘려 0.5~2 atm에서 측정되었다. 수소 투과량은 $450^{\circ}C$, 2 atm에서 0.333 mL/$min{\cdot}cm^2$를 보였다. 수소 투과 후 분리막의 표면과 단면에서 균열이 형성되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권2호
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• pp.70-74
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• 2011

다공성 $(Ca,Mg)_{0.15}Zr_{0.7}O_{1.7}$ 세라믹스를 제조하고 기공률 및 기계적 강도를 측정하여 SOFC 세라믹 지지체로서 응용 가능성을 조사하였다. 출발물질로 $ZrO(NO_3)_2{\cdot}2H_2O$를 선정하고 이를 이온 교환수에 용해하여 glycine을 첨가하여 glycine 연소법으로 $ZrO_2$ 분말을 합성하고 $800^{\circ}C$에서 하소하여 $ZrO_2$ 원으로 사용하였다. 합성한 $ZrO_2$ 분말, dolomite, 그리고 pore former로 carbon black을 혼합하고 $1200{\sim}1400^{\circ}C$로 소성하여 다공성 $(Ca,Mg)_{0.15}Zr_{0.7}O_{1.7}$ 세라믹스 소결체를 제조하였다. $(Ca,Mg)_{0.15}Zr_{0.7}O_{1.7}$ 세라믹스의 결정상은 단일상의 cubic상이었다. $1300^{\circ}C$ 에서 소성한 $(Ca,Mg)_{0.15}Zr_{0.7}O_{1.7}$ 세라믹 소결체는 carbon black의 양이 증가할수록 기공률이 32 %에서 55 %까지 증가하였으며 기계적 강도는 90 MPa로부터 30 MPa까지 감소하였다.

• 멤브레인
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• 제20권1호
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• pp.69-75
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• 2010

수소투과금속인 tantalum과 세라믹 지지체로 $Y_2O_3$-stabilized $ZrO_2$ (YSZ)를 이용하여 cermet 수소분리막을 제조하였다. Ta/YSZ cermet 분리막은 헬륨분위기에서의 예비소결과 고진공 하에서의 본소결을 통해 제조하였으며, 소결 및 밀봉 과정에서 발생하는 불순물은 연마를 통해 제거 가능하였다. 이렇게 제조된 분리막은 tantalum의 연속상이 잘 발달된 치밀구조를 보였다. 수소 해리를 위해 팔라듐 코팅을 한 Ta/YSZ 분리막을 이용하여 $200{\sim}350^{\circ}C$의 범위에서 수소투과실험을 수행하였다. $300^{\circ}C$에서 분리막에 균열이 형성되었고 Pd 코팅층은 몇 곳이 박리되었다. XRD 결과는 tantalum이 수소와 반응하여 $Ta_2H$가 생성되는 것을 보여주며, $Ta_2H$에 인한 격자 팽창이 분리막의 결함을 초래하였다.