• 제목/요약/키워드: $LaSrGaO_3$

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고체산화물 연료전지 $(La_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$계 전해질의 제조 및 특성평가 (Properties of the $(La_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$ Based Electrolyte for Solid Oxide Fuel Cell)

  • 박상선;이미재;윤기현;최병현
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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    • pp.271-276
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지의 구성요소인 전해질의 $(La_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$계의 결정상 및 미세구조특성을 연구하였다. Mg의 첨가량이 증가할수록 Sr의 고용량도 증가하였으며 Sr의 함량이 많으면 2차상인 $LaSrGa_3O_7$상이 생성되었으며 Mg의 첨가량이 증가함에 따라서는 $LaSrGaO_4$상이 생성되었다. $LaSrGaO_4$상이 생성된 경우에는 낮은 전도도를 나타내었으며 $LaSrGa_3O_7$상의 경우에는 전기전도도에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 Sr과 Mg 첨가량의 증가는 grain 성장을 억제하였으며 $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$$1000^{\circ}C$에서 0.1S/cm 정도의 전기전도도를 나타내었다.

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Sr과 Mg 첨가량 및 소결조건에 따른 LSGM계 전해질의 특성 변화 (Variations in the Properties of LSGM System Electrolyte with Sr and Mg Addition and Sintering Conditions)

  • 이미재;박상선;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.352-358
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지의 전해질로서 $LaGaO_3$계를 선정하여 La 대신 Sr을, Ga 대신에 Mg를 치환하여 첨가할 때 첨가량 및 소결 조건에 따라 전해질을 제조하고, 그 특성을 조사하였다. Sr과 Mg가 0.15와 0.20 mole 첨가되었을 때 Sr과 Mg가 La와Ga 자리에 동시 고용되어 (La$_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$ 단일상이 나타났고, 일부 조성에서는 $LaSrGa_3O_7$ 상과 $LaSrGaO_4$ 상이 2차상으로 나타났다. $LaSrGa_3O_7$ 상은 Sr과 Mg 첨가에 의한 상이며, $LaSrGaO_4$ 상은 액상형성에 의한 것으로 나타났으며, 또한 $LaSrGaO_4$ 상은 소결온도와 Mg 첨가량이 감소함에 따라 얻어졌다. $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ 상의 경우 소결온도를 증가함에 따라 열팽창계수는 감소하였으며, $1500^{circ}C$에서 1시간 소결한 소결체의 전기전도도는 $800^{circ}C$, 1mA에서 0.14S/cm를 나타내었다.

LSGM 전해질과 LSM 양극의 합성분말을 이용한 SOFC 단위전지의 특성 (Cell Properties for SOFC Using Synthesized Powder of Electrolyte LSGM System and Cathode LSM System)

  • 이미재;남중희;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.359-366
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지의 운전온도를 낮추기 위해 구성재 중 LSGM 전해질과 LSM 양극을 합성하고, 그 특성을 조사한 후 최적 조성과 공정으로 단위전지를 제작하고 출력을 측정하였다. 전해질 조성인 $(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}와 (La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$$1500^{\circ}$에서 6시간 소결한 경우 두 조성 모두 $LaGaO_3$의 단일상을 형성하였고, $10∼3{\mu}m$의 결정 크기를 갖는 치밀한 미세구조를 얻었으며, 저기전도도는 $800^{\circ}$에서 0.13S/cm를 나타내었다. 양극의 경우 GNP법으로 $(La1-xSrx)MnO_3$를 합성한 경우 Sr의 양이 0.2mole일 때까지는 $LaMnO_3$ perovskite 단일상이 생성되었으며, 입자의 크기는 약 40nm였다. 단위전지는 $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ 조성으로 소결한 전해질 양면에 $(La_{0.9}Sr_{0.1})MnO_3$ 양극과 음극의 입자크기는 $1{\mu}m$ 정도였고 다공성을 나타내었다. 이때 단위전지의 출력은 $800^{\circ}$에서 약 $0.3W/cm^2$를 나타내었다

Mg에 치환된 전이금속이 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ 고체전해질의 전기전도도에 미치는 영향 (Effects of the Transition Metal Oxides Substituted for Mg on the Electrical Conductivity of La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ -based Electrolytes)

  • 박상현;유광수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.330-337
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    • 2005
  • La/sub 0.8/Sr/sub 0.2/Ga/sub 0.8/Mg/sub 0.2/O/sub 3-δ/-based solid electrolytes in which Mg site was partially substituted by Fe, Co or Ni (0.05, 0.1, 0.15 at.%) were fabricated by conventional solid-state reaction and their sintered densities were above 94% of theoretical density. X-ray diffraction analysis and microstructure observation for the sintered specimens were performed. The ac complex impedance were measured at 400。C to l000。C in air and fitted with a Solatron ZView program. The electrical conductivity of La/sub 0.8/Sr/sub 0.2/Ga/sub 0.8/Mg/sub 0.2/O/sub 3-δ/-based solid electrolytes substituted by Fe, Co or Ni was higher than that of pure La/sub 0.8/Sr/sub 0.2/Ga/sub 0.8/Mg/sub 0.2/O/sub 3-δ/. The electrical conductivity of La/sub 0.8/Sr/sub 0.2/Ga/sub 0.8/Mg/sub 0.05/Ni/sub 0.15/O/sub 3-δ/ electrolyte was 3.4×10/sup -2/ Scm/sup -1/ at 800。C and the highest value of the whole electrolytes.

고체산화물 연료전지용 La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-δ계의 메탄부분산화반응 (Partial Oxidation of CH4 Using {0.7}Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-δ for Soild Oxide Fuel Cell)

  • 이승영;이기성;이시우;김종원;우상국
    • 전기화학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.59-64
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    • 2003
  • 고상 반응법을 이용하여 $La_{0.7}Sr_{0.3}Ga_{0.6}Fe_{0.4}O_{3-\delta}$ 분말을 합성하고 소결하여 혼합전도성 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막들은 페롭스카이트 단일상 결정구조를 나타내었으며, $95\%$, 이상의 상대밀도를 나타내었다. 산소이온 변환 능력을 향상시키기 위해 $La_{0.7}Sr_{0.3}Ga_{0.6}Fe_{0.4}O_{3-\delta}$의 양 표면에 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_{3-\delta}$ paste를 스크린 프린팅 방법으로 코팅한 결과, 코팅되지 않은 분리막에 비해 산소투과 유속이 크게 증가하여 $950^{\circ}C,\; {\Delta}P_{o_2}=0.21 atm$에서 약 $0.5ml/min{\cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. 이러한 산소투과 유속은 표면 코팅층이 다공성일수록, $La_{0.7}Sr_{0.3}Ga_{0.6}Fe_{0.4}O_{3-\delta}$의 결정립 크기가 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 제조된 디스크 형상의 소결체를 이용하여 $950^{\circ}C$에서 메탄부분산화반응을 행한 결과 $40\%$ 이상의 메탄전환율과 합성가스의 수율을 얻을 수 있었으며, CO의 선택도는 $100\%$를 나타내었다 또한, $950^{\circ}C$의 메탄분위기에서 600시간의 장기부분산화반응을 통해 상의 안정성을 확인하였다.