• 제목/요약/키워드: Gd doped ceria

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Gd-doped Ceria의 산소이온 확산에 대한 분자동력학법 연구 (Molecular Dynamics Study on Oxygen Ions Diffusion of Gd-doped Ceria)

  • 강은태;김희승
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.698-704
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    • 2001
  • Doped ceria의 전기전도도는 도핑 원소의 종류와 양에 큰 의존성을 가지고 특정 조성에서 최대 전도도 값을 가지며 높은 dopant 농도에서는 전기전도도는 감소한다. 이런 현상은 dopant와 산소 빈자리 사이의 회합 형성과 관련이 있다고 알려져 있다. 그러나 Gd 이온이 도핑된 ceria의 경우 주된 회합종이 (2G $d_{Ce}$ $V_{o}$ )인지 (G $e_{Ce}$ $V_{o}$ ) 인지는 명확하게 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 회합분포가 전기전도도에 미치는 영향을 연구하기 위해 결함의 회합종과 분포가 다른 3가지 경우에 대해서 시뮬레이션을 행하였다. 분자동력학법을 이용하여 다양한 온도와 다른 회합분포의 경우에 대해 산소 확산계수가 계산되어졌으며, 계산된 산소 확산계수는 실험적으로 결정된 bulk 전도도로부터 얻어진 산소 확산계수와 비교되어졌다. 그 결과 (2G $d_{Ce}$ $V_{o}$ )와 (G $e_{Ce}$ $V_{o}$ ) 회합이 공존하며 이들이 통계학적으로 이항 분포를 가지는 경우가 실험적으로 보고된 값과 가장 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

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고주파 유도결합 열플라즈마를 이용한 Gd Doped Cria 나노 분말 합성

  • 이미연;김정수;서준호;홍봉근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.229-229
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    • 2013
  • 저온작동형($500{\sim}700^{\circ}$) 고체산화물 연료전지의 전해질 재료의 응용이 기대되는 Gd doped ceria를 고주파 유도결합 열플라즈마 법으로 합성하고 그 특성을 조사하였다. 본 연구에서는 나노 ㄴCeO2 10~100 um의 CeO2와 1~20 um의 Gd2O3를 Ce:Gd이 9:1 mol%와 8:2 mol%의 비율로 혼합한 선구체를 140 kVA의 RF plate power와 O2/Ar 플라즈마 생성 가스 조건에서 형성된 고주파 유도결합 열 플라즈마에 주입하여 ~50 nm 이하의 입도와 fluorite 구조의 결정화된 CeO2 구조를 갖는 Gd doped ceria 나노 분말을 합성하였다. FE-SEM, TEM, XRD, ICP-OES, EDS, BET분석법을 이용하여, 합성된 분말의 입도, 미세구조, 결정 구조, 조성, 표면 등의 특성을 관찰하였다.

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이온빔 조사에 따른 Gd-doped Ceria의 특성 변화 (Ion-Beam Induced Changes in the Characteristics of Gd Doped Ceria)

  • 김태형;류부형;이인자
    • 공업화학
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    • 제21권4호
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    • pp.401-404
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    • 2010
  • GDC (Gadolinium doped ceria) 펠렛에 120 keV 및 5 MeV 에너지의 양성자 또는 제논 이온을 주입하였으며, 그 영향을 UV-vis 분광계, SEM 및 XRD를 이용하여 측정하였다. GDC 펠렛은 cubic fluorite 구조를 갖는 조밀한 소결체였으며, 갈색이었던 펠렛이 이온빔을 조사한 후 옅은 검은색을 띠기 시작하였으며, fluence가 증가함에 따라 색도 짙어졌다. XRD 패턴은 이온의 에너지 및 X선의 투과 깊이와 밀접한 관계가 있었으며, 120 keV의 양성자 빔을 조사한 표면 바로 아래층은 이온의 주입으로 결정 구조는 유지한 채 격자 상수가 증가하였다는 것을 관찰하였다.

An SOFC Cathode Composed of LaNi0.6Fe0.4O3 and Ce(Ln)O2 (Ln=Sm, Gd, Pr)

  • Chiba, Reiichi;Komatsu, Takeshi;Orui, Himeko;Taguchi, Hiroaki;Nazawa, Kazuhiko;Arai, Hajime
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.766-771
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    • 2008
  • We fabricated single cells with a cathode consisting of a $LaNi_{0.6}Fe_{0.4}O_3-Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{1.9}$ composite (LNF-S20DC composite) active layer and an LNF current collecting layer on a ${0.89ZrO_2}-{0.10Sc_2}{O_3}-0.01{Al_2}{O_3}$ electrolyte sheet. The cathode layers were prepared by the screen-printing method. The cathode properties of these cells were measured by the AC impedance method at $800^{\circ}C$. The cathodes with the ceria-LNF composite active layer exhibited high power performance prior to current loading. We investigated the influence of the mixture ratio of LNF and S20DC on the cathodes properties. The Sm in the ceria particles of the composite cathode was substituted with other rare-earth elements. Cathodes with Pr and Gd co-doped ceria in the active layer provided the better performance than those with Sm- or Gd-doped ceria.

Ceria의 소결과 전기전도도에 미치는 첨가제의 영향 (Effect of Additives on the Densification and Electrical Properties of Ce0.8Gd0.2O2-δ Ceramics)

  • 유경빈;오은주;최경만
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권12호
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    • pp.816-820
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    • 2005
  • The doped-ceria is a strong candidate material for an intermediate temperature SOFC. However, the mechanical strength and the magnitude of electrical conductivity need to be increased at low sintering temperature. In this study, to improve both properties, $1at\% $ of Mg, Ca, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, and Zr were added to the GDC20 ($20at\%$ Gd-doped Ceria) and sintered at $1350^{\circ}C$ that is $250^{\circ}C$ lower than $1600^{\circ}C$. With addition, the relative density of the sintered sample increased. Fe, Co, Ni, Cu, Ga doped-GDC20 showed high relative density over $92\%$. Among them, Ga doped-GDC20 showed the most improved sinterability. The conductivity of doped­GDC20 increased by $\~10$ times at $300\~700^{\circ}C$.

Gd-doped $CeO_2$ 와 Sr-doped $LaMnO_3$ 분말의 합성 및 그 계면에서의 상 안정성 연구 (A Study on the Synthesis of Gd-doped $CeO_2$ and Sr-doped $LaMnO_3$ Powders and Phase Stability in Their Interface)

  • 정승훈;김남진;이덕열
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.652-658
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    • 1997
  • The phase stability in the interface of Sr-doped LaMnO3(LSM)/Gd-doped CeO2(CGO) was examined in this study in order to check the feasibility of using LSM as the cathode material in a low-temperature SOFC(solid oxide fuel cell) using CGO as the electrolyte. For the purpose, CGO powders of Ce0.82Gd0.18O0.91 and two LSM powders having different compositions, La0.9Sr0.1MnO3(LSM10) and La0.5Sr0.5MnO3(LSM50), were synthesized using Pechini method. Then, specimens having the LSM/CGO interface were prepared, heat-treated at 130$0^{\circ}C$ for up to 3 days, and analyzed by XRD and STEM/EDX. Face-centered cubic CGO powders of less than 10 nm size were obtained by calcination of polymeric precursor formed in the process at 45$0^{\circ}C$. Higher calcination temperature of $700^{\circ}C$ was necessary for monoclinic LSM10 and cubic LSM50 powders. LSM powders were coarser than CGO and observed to be in the range of 50~100 nm. No trace of LSM-CGO interaction product was found in the XRD pattern. Also it was known from the concentration profile in the vicinity of the interface that interdiffusion was occurred over only a small penetration depth of ~100 nm order.

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