• 제목/요약/키워드: Proton conductors

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중온형 연료전지를 위한 다성분계 세라믹 수소이온 전도체 제조 (Preparation of multi-component ceramic proton conductors for intermediate temperature fuel cell)

  • 임병무;서동호;박상선;이홍연;설용건
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.410-411
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    • 2009
  • The multi-component ceramic proton conductor, $BaZr(Y)O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2$ (BZY-STZ) and $LaPO_4-SiO_2-TiO_2-ZrO_2$ (LP-STZ), were synthesized by micro-emersion and sol-gel technique. The characterization of proton conductors were carried out using X-ray diffraction(XRD), thermogravimetric analysis(TGA), differential thermal analysis(DTA), impedance analysis. The proton conductors indicate the possibility of application for the intermediate temperature up to $700^{\circ}C$.

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Fabrication of $SrZrO-3$-based Proton Conductors and Their Characterization

  • Yoo, Kwang-Soo;Byun, Douck-Young
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제7권2호
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    • pp.93-96
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    • 2001
  • The Y- or Yb-doped SrZrO$_3$ proton conductors were fabricated using the powders prepared by the self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The electrical conductivity was evaluated from an a.c. impedance measurements. The conductivity of SrZr$_{0.92}$Yb$_{0.08}$O$_{3-\delta}$ was 1.8$\times$10$^{-3}$ Scm$^{-1}$ at $900^{\circ}C$ in dry air atmosphere and its activation energy was 0.50 eV. The conductivity in wet air was larger, compared with the dry air, and the activaton energy of SrZr$_{0.92}$Yb$_{0.08}$O$_{3-\delta}$ in wet air was 0.40 eV.

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Preparation of Hybrid Proton Conductor by Sol-Gel Process from Nafion Solution

  • Kim, Sang-Ock;Kim, Jeong-Soo
    • Macromolecular Research
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    • 제10권3호
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    • pp.174-177
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    • 2002
  • Proton-conducting hybrid materials composed of silica and Nafion polymer were prepared from the sol-gel synthesis of silica in aqueous Nafion solution. The compositions of hybrid proton conductors were adjusted with the changing ratios of tetraethyl orthosilicate to Nafion. The thermal analysis, FTIR, SEM, and X-ray diffraction studies have proved the formation of Nafion/silica hybrid materials and no remarkable phase separation was observed, which led to an assumption that the macromolecular chain of silica and Nafion was homogeneously interlaned.

고체 수소이온 전도체를 이용한 중온형 연료전지 개발 (Development of Intermediate Temperature Fuel Cell Using a Solid Proton Conductor)

  • 서동호;김홍록;;설용건
    • 전기화학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.22-32
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    • 2008
  • 청정에너지의 중요성이 부각됨에 따라 수소연료를 활용한 고효율, 무공해 전력 공급원인 연료전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 연료전지는 전기화학 반응에 의한 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로 자동차, 우주항공, 산업 및 가정용 발전 등에 적용할 수 있는 잠재력이 있다. 최근 재료 및 에너지 변환공정 차원에서 바람직한 $200{\sim}500^{\circ}C$의 온도범위에서 작동하는 중온형 연료전지에 대한 새로운 인식과 이 온도범위에서 사용 가능한 수소이온 전도성 물질의 개발 필요성이 요구되고 있다. 본 논문은 고체 수소이온 전도체의 특성과 기술 현황을 소개하고, perovskite형 고체 무기 산화물을 이용한 중온형 연료전지 응용에 관한 연구에 대하여 고찰하였다.

BaZrO3계 수소이온 전도체의 제조 및 첨가물에 따른 전기적 특성 (The Fabrication of BaZrO3-based Proton Conductors and their Electrical Properties by Dopants)

  • 권정범;유광수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.415-422
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    • 2003
  • BaZr $O_3$를 기본으로 첨가제(Ce, Yb)를 넣어 B자리인 Zr을 부분적으로 치환하였고 Ce의 첨가량을 달리하여 4가지의 조성을 갖는 시편을 제조하였다. 제조된 시편을 임피던스 분석 장치를 이용하여 건조공기 분위기와 수증기 분위기에서 전기적 특성을 측정하였다. $600^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도 영역에서, 수증기 분위기에서의 전기전도도가 건조공기 분위기에서의 전기전도도 보다 모든 조성에서 높은 값을 나타냈고 Ce의 첨가량이 증가할수록 높은 전도도 값을 보였다. BaZ $r_{0.8}$C $e_{0.15}$Y $b_{0.05}$ $O_3$$_{-{\delta}}$조성을 갖는 시편이 80$0^{\circ}C$에서 가장 높은 1.72$\times$$10^{-3}$ S$cm^{-1}$ / 전기전도도 값을 나타냈다. 낮은 온도영역에서는 수소이온 전도에 의해 건조공기 분위기 보다 수증기 분위기에서 높은 전지전도도를 나타냈지만 온도가 올라갈수록 수소이온 전도도가 줄어들면서 $700^{\circ}C$ 근처에서는 거의 비슷한 값을 보였다.

$SrCe_{0.95}Yb_{0.05}O_3$의 결함엄개와 전기전도 특성 (Defect Structure and Electrical Conductivities of $SrCe_{0.95}Yb_{0.05}O_3$)

  • 최정식;이도권;유한일
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.271-279
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    • 2000
  • 5 m/o Yb-doped SrCeO3 proton conductor was prepared by a solid state reaction method and its total electriccal conductivity measured as a function of both oxygen partial pressure and water vapor partial pressure in the temperature range of 500~100$0^{\circ}C$. From the total conductivity have been deconvoluted the partial conductivities of oxide ions, protons, and holes, respectively, on the basis of the defect model proposed. The equilibrium constant of hydrogen-dissolution reaction, proton concentration, and mobilities of oxygen vacancies and protons have subsequently been evaluated. It is verified that SrCe1-xYbxO3 is a mixed conductor of holes, protons and oxide ions and the proton conduction prevails as temperature decreases and water vapor pressure increases. The heat of water dissolution takes a representative value of $\Delta$HoH=-(140$\pm$20) kJ/mol-H2O, but tends to be less negative with increasing temperature. Migration enthalpies of proton and oxygen vacancy are extracted as 0.83$\pm$0.10 eV and 0.81$\pm$0.01 eV, respectively.

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La(Ba)$ScO_3$계 Perovskite의 생성상 및 Proton 전도 (Phase Formation and Protoniz Conduction of La(Ba)$ScO_3$ Perovskites)

  • 이규형;김혜림;김신;이형직;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.993-999
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    • 2001
  • Bao를 첨가한 perovskite 구조 LaSc $O_3$의 생성상과 proton 전도에 대해 연구하였다. La자리에 $Ba^{2+}$를 40 at% 첨가한 조성에서는 입방정 단일상이 생성된 반면, $Ba^{2+}$를 30 at% 이하로 첨가한 조성은 입방정과 사방정이 생성되었다. $N_2$분위기에서 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 주로 산소이온에 의한 전도를 나타내었고, 그 이하의 온도에서는 wet 분위기에서 proton 전도가 관찰되었다. 모든 조성의 물질은 30$0^{\circ}C$ 이하에서는 순수한 proton 전도체의 거동을 보였으며, proton에 의한 bulk(grain)의 전도도는 L $a_{0.6}$B $a_{0.4}$Sc $O_{2.8}$의 경우에 가장 높았다.높았다.다.

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