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Effect of the A-site Deficieny of ABO3 type (La0.75Sr0.25)1-xFeO3-δ Used as Cathode Materials for SOFC on the Electrode Properties

고체산화물 연료전지의 공기극용 ABO3구조의 (La0.75Sr0.25)1-xFeO3-δ의 A-site변화에 따른 전극 특성 연구

  • Park, Ju-Hyun (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, Seung-Bok (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • So, Hui-Jeong (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lim, Tak-Hyoung (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Yoon, Soon-Gil (Department of Material Engineering, Chungnam National Univ) ;
  • Shin, Dong-Ryul (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Song, Rak-Hyun (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research)
  • 박주현 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터) ;
  • 이승복 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터) ;
  • 손희정 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터) ;
  • 임탁형 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터) ;
  • 윤순길 (충남대학교 재료공학과) ;
  • 신동렬 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터) ;
  • 송락현 (한국에너지기술연구원 신연료전지연구센터)
  • Published : 2008.05.31

Abstract

We synthesized and investigated $(La_{0.75}Sr_{0.25})_{1-x}FeO_{3-\delta}$ perovskite oxides having different stoichiomety (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) as cathode materials. SEM images and XRD patterns reveal that the synthesized powder has uniform size distribution and high degree of crystallinity. The electrochemical performances of the synthesized powders were investigated by AC impedance spectroscopy. Both the electric conductivity and the electrochemical performance showed the highest properties at the stoichiometry x = 0.02. Finally, we concluded that the variation of A-site deficiency results in the variation of the amount of oxygen vacancy and micro structure, which leads to the variation of electric conductivity and polarization resistance.

GNP(Glycine Nitrate Process)을 이용하여$(La_{0.75}Sr_{0.25})_{1-x}FeO_{3-\delta}$를 합성하고, perovskite의 A-site deficiency에 따른 특성을 분석하기 위해 x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08로 바꾸어 합성하였다. SEM과 XRD분석을 통하여 균질하고 결정성이 높은 분말이 합성된것을 확인하였으며, 4단자법과 AC impedance spectroscopy를 통하여 전도도는 x = 0.02가 $750^{\circ}C$ $155{\Omega}cm^2$로 가장 우수하였으며, AC impedance결과 역시 x = 0.02가 가장 낮은 분극저항과 활성화 에너지를 가지고 있었다. 이 결과 Perovskite의 A-site deficiency를 가함에 따라 산소 결핍 및 구조의 변화가 생겼으며 이로 인해 전도도와 분극 저항, 활성화 에너지에 영향을 미친 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. S. P. Simner, J. F. Bonnett, N. L. Canfield, K. D. Meinhardt, V. L Sprenkle, and J. W. Stevenson, Electrochem. Solid State Lett. 5, A173 (2002) https://doi.org/10.1149/1.1483156
  2. 박주현, 손희정, 임탁형, 이승복, 윤기석, 윤순길, 신동열, 송락현. 'GNP법을 이용한 고체산화물 연료전지의 공기극용 $La_{0.75}Sr_{0.25}FeO_3$의 제조 및 특성', Journal of the Korean Electrochemical Society, 10, 7-13 (2007) https://doi.org/10.5229/JKES.2007.10.1.007
  3. A. Mineshige, J. Izutsu, M. Nakamura, K. Nigaki, J. Abe, M. Kobune, S. Fujii, and T. Yazawa, Solid State Ionics, 176, 1145-1149 (2004) https://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.11.021
  4. K. K. Hansen and K. Vels Hansen, Solid State Ionics, 178, 1379-1384 (2007) https://doi.org/10.1016/j.ssi.2007.07.012
  5. G. Ch. Kostogloudis and Ch. Ftikos, Solid State Ionics, 126, 143-151 (1999) https://doi.org/10.1016/S0167-2738(99)00230-1
  6. T. Striker, J. A. Ruud, Y. Gao, W. J. Heward, and C. Steinbruchel, Solid State Ionics, 176, 1145-1149 (2007) https://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.11.021
  7. S. E. Dann, D. B. Currie, M. T. Weller, M. F. Thomas, and A. D. Al-Rawwas, Journal of Solid State Chemistry, 109, 134-144 (1994) https://doi.org/10.1006/jssc.1994.1083
  8. J. S. Kim, S. I. Pyun, J. W. Lee, and R. H. Song, Journal of Solid State Electrochem, 11, 117-125 (2007)
  9. W. H. Jumg, Physica B, 299, 120-123 (2001) https://doi.org/10.1016/S0921-4526(00)00590-1
  10. 변수일, "최신 재료전기화학" 청문각, Korea P391-430 (2003)
  11. 김종희, 송락현, "연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 특성 연구", Journal of the Korean Electrochemical Society, 7(2), 94-99 (2004) https://doi.org/10.5229/JKES.2004.7.2.094
  12. N. Quang Minh, T. Takahashi, 'Science and Technology of Ceramic Fuel Cell' P92, Elsevier, Amsterdam (1995)