• 제목/요약/키워드: $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_3$

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고체산화물 연료전지용 (Sr,Ti) 도핑된 $LaCrO_3$계 세라믹 연결재 코팅층의 특성 연구 (Characteristics of (Sr,Ti)-doped $LaCrO_3$ Coating Layer for Ceramic Interconnect of Solid Oxide Fuel Cell)

  • 권용진;최병현;지미정;안용태;서한;남산
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.136.2-136.2
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    • 2010
  • 고전도성 세라믹 연결재용 $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{1-x}Ti_xO_3$ (X=0.1 and 0.2) 연결재 재료의 소결도와 전기전도도에 대해서 연구하였다. 이러한 목적으로 $LaCrO_3$, $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{0.8}Ti_{0.2}O_3$ (LSCT82), $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{0.9}Ti_{0.1}O_3$ (LSCT91) 분말들을 공침법을 통해 합성하였으며, 결정구조는 X-ray Diffraction(XRD)를 통해 확인하였다. 소결 특성은 주사 전자현미경을 통해 분석하였고 전기 전도도는 직렬 4-단자 법으로 측정하였다. 상대 밀도 분석으로부터 도핑된 $LaCrO_3$$LaCrO_3$보다 더 높은 소결성을 나타내었고, 입자 크기가 작을수록 소결성이 향상하는 것을 확인 할 수 있었다. 다양한 소결온도에서 얻은 LSC, LSTC 시편들의 XRD 결과는 LSC와 LSTC의 소결성이 2차상의 상전이와 밀접한 관련이 있다는 사실을 나타내었다. 다시 말해, LSTC는 $1300^{\circ}$이상 LSC는 $1400^{\circ}C$ 이상에서 2차상이 융해됨으로써 소결성을 현저하게 향상시킨다는 것을 알 수 있었다. 그리고 비슷한 상대밀도를 가진 LSC와 LSTC의 전기 전도도를 비교 측정한 결과, LSTC가 LSC보다 더 높은 전기 전도도를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

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산소 분리를 위한 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ가 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 이온전도성 분리막에서 Cr 불순물의 온도 의존성 (Temperature Dependence of Cr Impurity in La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ Coated Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ Ion Conducting Membrane for oxygen Separation)

  • 박유강;박정훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권1호
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    • pp.11-16
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    • 2019
  • 높은 산소 분리 특성과 $CO_2$에 대한 안정성을 보인 $La_{0.6}Sr_{0.4}Ti_{0.3}Fe_{0.7}O_{3-{\delta}}$(LSTF)가 코팅된 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$(BSCF) 분리막을 bench 규모의 장치에 적용하여 산소 투과 실험을 수행 하였다. 또한 실험실 규모 장치와 bench 규모장치의 분리막 반응기 내 온도 구배에 따라서 분리막을 3영역으로 나누어 각각 비교 분석하였다. $900^{\circ}C$까지 온도 범위에서 산소 투과 실험을 진행하면서 Cr 침적의 온도 의존성을 조사하였다. 그 결과 실험실 장치에서 측정한 산소 투과율인 $3.79ml/min{\cdot}cm^2$에 비해 현저히 낮은 $2.37ml/min{\cdot}cm^2$를 확인했다. 이와 같은 산소 투과율의 감소는 XRD와 SEM/EDS 분석을 통하여 분리막 반응기의 합금 재질에서 방출되어 나온 기상 Cr의 분리막 표면 침적에 의한 것임을 밝혀냈다. 특히 중온 영역에서 많은 양의 Cr이 발견되었다.

스테인리스 스틸 연결재의 Cr이 LSCF 양극의 분극저항에 미치는 영향 (The Effect of Cr from STS Interconnect on the Polarization Resistance of LSCF Cathode)

  • 황호준;최경만
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.715-719
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    • 2007
  • STS444 with or without $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$ (LSM)-coating was contacted to $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3$ (LSCF) cathode on various electrolyte materials and the polarization resistance $(R_p)$ was measured by impedance spectroscopy. By making a symmetric half-cell and contacting only one side of the cathode with the interconnect, the effect of chromium (Cr) poisoning was separated from the aging effects. When the LSCF cathode was contacted with LSM-coated STS (stainless steel), $R_p$ of LSCF was lower than that contacted with the uncoated STS. Impedance patterns measured for the working electrode (W.E.), the counter electrode (C.E.) at $600^{\circ}C$ in air were analyzed. Normalized data of net Cr effect showed that $Ce_{0.9}Gd_{0.1}O_2$ (GDC) electrolyte is more tolerant to the chromium poisoning than $La_{0.9}Sr_{0.1}Ga_{0.8}Mg_{0.2}$ (LSGM) or 8 mol% $Y_2O_3-doped$ $ZrO_2$ (YSZ) electrolytes.

Synthesis of Homogeneous La0.8Sr0.2CrO3 Powders Using an Ultrasonic Spray Pyrolysis Method

  • Kim, Chang-Sam;Hwang, Seong-Ik;Kim, Shin-Woo
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.148-150
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    • 2007
  • A process to synthesize $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_3$ (LSC), which is a promising material for use as a separator in a soild oxide fuel cell, is investigated in this study. LSC powders without secondary Phases could be synthesized with ultrasonic spray pyrolysis and a heat treatment at $1200^{\circ}C$ for 20 h; however, it showed an average diameter of $0.6{\mu}m$ with a wide particle size distribution. On the other hand, LSC powders synthesized with spray pyrolysis at $800^{\circ}C$, heat-treated at $900^{\circ}C$ for 5 h, ball-milled and finally heat-treated again at $1200^{\circ}C$ for 20 h showed a smaller average diameter of $0.3{\mu}m$ and narrower size distribution. Very few particles above $0.5{\mu}m$ were found. Thus, a proper combination of the heat treatment and milling process after spray pyrolysis it determined to be very important in synthesizing fine and uniform LSC perovskite powders.

${La_{2-x}}{Sr_x}{Mo_{2-y}}{Cr_y}{O_{9-\delta}}$ 이온전도체의 전기전도도 (Electrical Conductivity of ${La_{2-x}}{Sr_x}{Mo_{2-y}}{Cr_y}{O_{9-\delta}}$Ionic Conductors)

  • 유광수;변덕영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.693-697
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    • 2001
  • 고상반응법으로 이론 밀도의 약 92%의 소결 밀도를 갖는 입방정계의 새로운 이온전도체 L $a_{2-x}$S $r_{x}$M $o_{2-y}$C $r_{y}$ $O_{9-{\delta}}$(x=0, 0.05, y=0, 0.1)를 제조하였다. 교류 복소임피던스는 3$50^{\circ}C$~90$0^{\circ}C$의 온도범위에서 공기중에서 측정하여, EQUIVCRT 모델링 소프트웨어로 해석하였다. 상 전이온도인 58$0^{\circ}C$ 전.후로 임피던스 스펙트럼에 큰 차이가 있었으며, 전기전도도는 L $a_2$M $o_2$ $O_{9}$ 시편의 경우 7$50^{\circ}C$에서 3$\times$$10^{-2}$ S$cm^{-1}$ /로 우수하였으며, 활성화 에너지는 고온 상 영역에서는 0.89 eV, 저온 상 영역에서는 1.12 eV이었다. 순수한 L $a_2$M $o_2$ $O_{9}$과 비교하여 Cr 치환효과는 크지 않았으나, Sr 치환 시에는 상 전이온도의 감소와 전기전도도의 증가 현상을 보였으며, 전이온도 부근에서의 전기전도도 변화 폭은 작았다.다.

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Electrochemical Performance and Cr Tolerance in a La1-xBaxCo0.9Fe0.1O3-δ (x = 0.3, 0.4 and 0.5) Cathode for Solid Oxide Fuel Cells

  • Choe, Yeong-Ju;Hwang, Hae-Jin
    • 한국세라믹학회지
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    • 제52권5호
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    • pp.308-314
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    • 2015
  • The electrochemical performance and Cr poisoning behavior of $La_{1-x}Ba_xCo_{0.9}Fe_{0.1}O_{3-{\delta}}$ (LBCF, x = 0.3, 0.4, 0.5) and $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ (LSCF) cathodes were investigated for solid oxide fuel cells (SOFCs). The polarization resistance of the LBCF/GDC/LBCF symmetrical cell was found to decrease with increasing Ba content (x value). This phenomenon might be associated with the high oxygen vacancy concentration in the LBCF sample, with x = 0.5. In addition, there was no chromium poisoning in the LBCF cathode. On the other hand, the polarization resistance of the LSCF cathode was found to significantly increase after exposure to gaseous chromium species; it appears that this result stemmed from the formation of $SrCrO_4$ phase. Therefore, it can be expected that LBCF can be a durable potential cathode material for intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC).

열 플라스마 용사법에 의해 코팅된 고체산화물 연료전지용 세라믹 연결재 특성 연구 (Characterization and Preparation of Ceramic Interconnect of SOFC by Thermal Plasma Spray Coating Process)

  • 박광연;임탁형;이승복;박석주;신동렬;송락현
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.187-190
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    • 2009
  • $LaCrO_3$ series are the most common candidate materials for a ceramic interconnect for SOFC and the thermal expansion coefficient of these matches very well with that of YSZ electrolyte. In this study, characteristics of the coated films on the anode-support, which were formed by using $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_3$, $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_3$, $La_{0.8}Ca_{0.2}Co_{0.1}Cr_{0.9}O_3$ for ceramic interconnet for SOFC, were investigated. All powders showed single perovskite phase and the precursors had spherical shapes of $2{\mu}m{\sim}30{\mu}m$. According to SEM analysis, coated film of LCC on pretreated anode-support was more thicker, whereas the coated film on untreated anode-support was densely formed. As the results of electrical conductivity of anode-support coated with the ceramic interconnects, LCCC exhibited the most excellent electrical conductivity of 0.15S/cm at $750^{\circ}C$.

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Thermal Plasma Spray Coating 법에 의해 코팅된 SOFC용 세라믹 연결재 특성 분석 (Property Analysis of Ceramic Interconnect Prepared by Thermal Plasma Spray Coating Method for SOFC)

  • 박광연;피석훈;이종원;이승복;임탁형;박석주;송락현;신동렬
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권6호
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    • pp.710-714
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    • 2011
  • 본 연구에서는 열 플라스마 용사 코팅 법을 사용하여 고체산화물 연료전지에서 사용되는 $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{3}$(LCC), $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_{3}$(LSC), $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{0.9}Co_{0.1}O_{3}$(LCCC) 세라믹 연결재를 코팅하여 코팅 층의 특성평가를 수행하였다. 열 플라즈마 코팅에 앞서 각 세라믹 연결재 입자의 특성평가를 위해 X선 회절, 미세 구조, 입자 측정 및 비표면적 분석을 수행하였다. 세라믹 연결재 입자의 특성평가 후, 열 플라스마 용사 코팅 법을 사용하여 연료극 지지체 위에 코팅하였으며, 코팅 층의 특성을 평가하기 위해 코팅 층의 표면, 파단면 분석, 가스 누출 속도 및 전기 전도도 측정을 수행하였다. 이러한 특성 평가 결과를 바탕으로 열 플라스마 용사 코팅 법을 통해 코팅된 LCCC 코팅 층이 고체산화물 연료전지의 세라믹 연결재로서 적합함을 확인하였다.