Abstract
We have fabricated mixed-ionic conducting membranes, L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/ and L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ by the solid state method. Ceramic membranes consisted of perovskite-type structures and exhibited high relative density, >95%. Especially, dense L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$Co $O_{3-}$$\delta$/ layer was coated on the L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ membranes by using screen printing technique in order to improve oxygen ion flux. We measured oxygen ion flux on uncoated L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/, uncoated L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/, and coated L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ membranes. The L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/ membranes showed the highest flux, 0.26 mL/min.$\textrm{cm}^2$ at 90$0^{\circ}C$, after steady state had been reached. The oxygen flux of coated L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ membranes showed higher value, 0.19 mL/min.$\textrm{cm}^2$ at 95$0^{\circ}C$. This flux was as much as 2 or 3 times higher than those of uncoated L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ membranes. 3-$\delta$/ membranes.X> 3-$\delta$/ membranes.membranes.
고상 반응법을 이용하여 L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/ 및 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 분말을 합성하고 혼합전도체 분리막을 소결하여 제조하였다. 제조된 분리막들은 정확한 페롭스카이트 결정구조를 나타내었으며, 95% 이상의 높은 상대밀도를 나타내었다. 산소이온 변환 능력을 향상시키기 위해 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ disk의 양 표면에 L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$Co $O_{3-}$$\delta$/ paste를 스크린 프린팅 방법으로 코팅하였으며 코팅 막은 비교적 치밀한 미세구조를 나타내었다. 코팅되지 않은 L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/ 및 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 분리막과 코팅된 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 분리막의 산소투과 성능을 비교 실험한 결과, 90$0^{\circ}C$에서 L $a_{0.6}$S $r_{0.4}$ $Co_{0.2}$F $e_{0.8}$ $O_{3-}$$\delta$/ 분리막이 정상상태에서 0.266 mL/min.$\textrm{cm}^2$로 가장 많은 투과량을 보였으며 코팅된 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 분리막의 정상상태 산소 투과 유속은 최고 0.19 mL/min.$\textrm{cm}^2$ 정도로 코팅되지 않은 분리막에 비해 약 2~3배로 높게 나타났다.정도로 코팅되지 않은 분리막에 비해 약 2~3배로 높게 나타났다.코팅되지 않은 분리막에 비해 약 2~3배로 높게 나타났다. 높게 나타났다.
