• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.172-172
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• 1999

Perovskite Manganese Oxide has been intensively investigated since the discovery of the colossal magnetoresistive(CMR) effect. In this paper, we studied the effect of temperature dependence and various doping dependence of rare earth site ions of La0.7-xPrxCa0.3MnO3 series using Ultraviolet Photoelectron spectroscopy(UPS). They show unusual temperature dependent features and the doped rare earth ions seem to affect the electron-phonon coupling strongly. We found clear evidence of metal-insulator transition from the spectral density at the Fermi level. but the transition temperature is lower than that deduced from transport measurements. Also we found that the spectral features change as time goes on implying that the surface of these materials is somewhat unstable in the vacuum. We can conclude from these results that the surface oxygen atoms correlated to the hopping electrons can escape from the material into the vacuum and that the surface state of these material is different from the bulk state.

• 한국자기학회지
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• 제14권1호
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• pp.38-44
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• 2004

초거대 자기저항 물질인 페롭스카이트 구조의 망간 산화물 L $a_{0.67}$B $a_{0.33}$M $n_{1-x}$ F $e_{x}$ $O_3$(이하 LBMFO)에 대하여 에탄올을 용매로 한 졸겔법을 이용하여 미량의 철을 치환한 단일상의 LBMFO산화물 분말을 제조하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 x선 회절법, 시료진동형 자화율 측정기(VSM), 중성자 회절 실험, 러더포드 후방 산란법, Mossbauer 분광법 및 자기저항 측정을 통하여 연구하였다. X-선 및 중성자 회절실험 분석 결과 결정학적 구조는 Pnma의 공간구조를 갖는 orthorhombic구조로 분석되었다. 미량의 철이 치환됨에 따라 격자상수 $a_{0}$ , $c_{0}$ 는 증가하며, $b_{0}$ 는 감소하는 경향을 보였다. VSM측정결과 포화 자화값과 보자력은 철의 치환량이 증가함에 따라서 각각 감소하는 경향을 보였다. 큐리(Curie)온도는 철의 치환량이 증가함에 따라서 360 K에서 점차 감소하는 경향성을 나타내었다. 철을 1 % 치환한 경우 1T 인가자장 하에 최대자기저항변화의 비($\Delta$$\rho$/$\rho$$_{H}$)는 281 K에서 9.5%였으며, 금속-반도체 전이 온도는 253 K로 관측되었다. Mossbauer 스펙트럼 분석결과 15 K에서 날카로운 Lorentzian 12 line(2 set)의 공명 흡수선으로 측정되었다. 이성질체 이동 값으로부터 미량 치환된 $^{57}$ Fe이온의 전자 상태는 +3가 임을 알 수 있었다.는 +3가 임을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권5호
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• pp.494-499
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• 2016

In this work, the effects of different sintering inhibitors added to $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_{3-{\partial}}$ (LSM) were studied to obtain an optimum cathode material for cathode-supported type of Solid oxide fuel cell (SOFC) in terms of phase stability, mechanical strength, electric conductivity and porosity. Four different sintering inhibitors of $Al_2O_3$, $CeO_2$, NiO and gadolinium doped ceria (GDC) were mixed with LSM powder, sintered at $1300^{\circ}C$ and then they were evaluated. The phase stability, sintering behavior, electrical conductivity, mechanical strength and microstructure were evaluated in order to assess the performance of the mixture powder as cathode support material. It has been found that the addition of $Al_2O_3$ undesirably decreased the electrical conductivity of LSM; other sintering inhibitors, however, showed sufficient levels of electrical conductivity. GDC and NiO addition showed a promising increase in mechanical strength of the LSM material, which is one of the basic requirements in cathode-supported designs of fuel cells. However, NiO showed a high reactivity with LSM during high temperature ($1300^{\circ}C$) sintering. So, this study concluded that GDC is a potential candidate for use as a sintering inhibitor for high temperature sintering of cathode materials.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권4호
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• pp.175-180
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• 2011

이종 원자가를 가시는 Cu의 도핑이 LSM에 미치는 영향을 구조적인 분석과 열팽창계수를 통해서 고찰하였다. 고상반응을 이용하여 $La_{0.8}Sr_{0.2}Mn_{1-x}Cu_xO_3$($0{\leq}x{\leq}0.3$)음 제조하였으며, Cu의 도핑 함량에 따른 결정구조 및 열팽창계수를 확인하였다. Cu 함량이 증가함에 따라서 격자상수외 열팽창계수가 감소하는 경향을 나타냈지만, x = 0.3인 경우에는 증가 하였다. 이러한 격자상수와 열팽창계수의 변화는 Cu 이온의 B-site에서의 Mn 자리에 치환될 때 $0{\leq}x{\leq}0.2$의 범위에서는 $Cu^{3+}$의 존재로 인한 이온 반성의 감소에 의한 것으로 판단되었고, x=0.3인 경우에는 $Cu^{2+}$와 $Mn^{4+}$의 존재로 인한 산소 공공의 증가에 기인한 것이었다.

• 전기화학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-7
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• 1998

중간온도$(700\~800^{\circ}C)$형 고체산화물 연료전지(solid oxide filet cells)의 양극재료로 이용을 목표로 $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$ 분말을 합성하고 이의 열적 안정성, 전도특성을 조사하였다. 또한 이를 CGO(Cerium-Gadolinium Oxide) 전해질 디스크에 부착하여 양극특성을 조사하였다. 양극재료를 구연산 법에 의하여 $800^{\circ}C$에서 하소하여 분말을 합성하였을 때, Fe의 함량에 상관없이 모두 페롭스카이트 단일상을 얻을 수 있었다. 합성분말의 열적 안정성을 측정하였는데, Fe의 함량이 적을수록 열적 안정성이 열악하여 x=0.0인 시료는 $1300^{\circ}C$에서 분해되었다 그러나 Fe이 치환된 재료의 경우에는 $1400^{\circ}C$까지 분해현상은 없었으나 $1300^{\circ}C$ 근처에서 용응되는 현상이 관찰되어 양극층의 접착온도를 $1300^{\circ}C$ 이하로 설정해야 함을 알았다. $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$로 반쪽전지를 제작하여 $800^{\circ}C$ 공기중에서 전지를 가동하며 양극의 산소환원 반응에 대한 활성을 조사한 결과 조성에 상관없이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 활성을 가졌고, $x=0.0\~0.5$인 전극중에서는 x=0.2일 때 가장 좋은 양극특성을 보였다. 이와 같이 x=0.2인 경우에 가장 우수한 활성을 갖는 이유를, Fe의 함량이 많은 경우는 열적 안정성이 우수하나산소환원 반응에 대한 활성은 감소하므로 x=0.2에서 열적 안정성과 활성 사이에 최적의 trade-off가 나타남으로 설명하였다. x=0.2인 시료의 전기 전도도를 직류 4단자법에 의하여 측정하였을 때 $800^{\circ}C$에서 51 S/cm의 값을 나타내었고, 교류 2단자법으로 측정한 이온 전도도는$800^{\circ}C$에서 $6.0\times10^{-4}S/cm$의 값을 나타내었다. 즉 이 물질은 혼합 전도체로서 전극의 전 표면이 반응의 활성점으로 작용할 가능성이 있고, 이로부터 이들이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 양극활성을 갖는 이유를 설명할 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.84-85
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• 2002

Recently doped perovskite manganites have renewed interest because they exhibit a variety of unique magnetic and electronic behaviors such as colossal magnetoresistance (CMR), percolative phase separation, spin/charge/orbital ordering, and so on. For this reason, fabrication of thin films with the best surface morphology and controlling their magneto transport properties is essential for making magneto-resistive devices. (omitted)

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.283-287
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• 2007

한국에너지기술연구원에서는 중온 ($700{\sim}800^{\circ}C$) 작동용 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들을 개발했다. 연료극 지지체 평관형 셀은 Ni/YSZ 서밋 연료극 지지체 튜브, 8몰% $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$ (YSZ) 전해질, $LaSrMnO_3$ (LSM)과 LSM-YSZ composite 및 $LaSrCoFeO_3(LSCF)$로 구성된 다중층 공기극으로 구성됐다. 제조된 연료극지지체 평관형 셀은 유도 브레이징 법에 의해 페리틱 (ferritic) 금속 캡에 접합됐고, 공기극의 전류집전을 위해 공기극 외부에 Ag 선 및 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ paste를 이용했으며, 연료극의 전류집전은 Ni felt, wire, 그리고 paste를 이용했다. 단위 번들을 만들기 위한 연료극 지지체 평관형 셀의 반응 면적은 셀 당 $90\;cm^2$ 이었으며, 2개의 셀이 병렬로 연결되어 1개의 단위 번들이 됐고, 총 12개의 단위 번들이 직렬로 연결되어 스택을 구성한다. 공기 및 3%의 가습된 수소를 산화제 및 연료로 사용한 단위 번들의 운전 결과 최대 성능은 $800^{\circ}C$에서 $0.39\;W/cm^2$의 출력이 나타났다. 본 연구를 통해 연료극 지지체 평관형 SOFC 셀의 기본 기술과 KIER 만의 독특한 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들의 개념을 확립할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.345-350
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• 2018

Nanomaterials have considerable potential to solve several key challenges in various electrochemical devices, such as fuel cells. However, the use of nanoparticles in high-temperature devices like solid-oxide fuel cells (SOFCs) is considered problematic because the nanostructured surface typically prepared by deposition techniques may easily coarsen and thus deactivate, especially when used in high-temperature redox conditions. Herein we report the synthesis of a self-regenerated Pd metal nanoparticle on the perovskite oxide anode surface for SOFCs that exhibit self-recovery from their degradation in redox cycle and $CH_4$ fuel running. Using Pd-doped perovskite, $La(Sr)Fe(Mn,Pd)O_3$, as an anode, fairly high maximum power densities of 0.5 and $0.2cm^{-2}$ were achieved at 1,073 K in $H_2$ and $CH_4$ respectively, despite using thick electrolyte support-type cell. Long-term stability was also examined in $CH_4$ and the redox cycle, when the anode is exposed to air. The cell with Pd-doped perovskite anode had high tolerance against re-oxidation and recovered the behavior of anodic performance from catalytic degradation. This recovery of power density can be explained by the surface segregation of Pd nanoparticles, which are self-recovered via re-oxidation and reduction. In addition, self-recovery of the anode by oxidation treatment was confirmed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).

• 한국세라믹학회지
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• 제47권1호
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• pp.75-81
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• 2010

The feasibility of using the thin film technology in utilizing lanthanum strontium manganite (LSM) for a solid oxide fuel cell (SOFC) cathode in a low-temperature regime is investigated in this study. Thin film LSM cathodes were fabricated using pulsed laser deposition (PLD) on anode-supported SOFCs with yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolytes. Although cells with a 1 ${\mu}m$-thick LSM cathode showed poor low-temperature cell performance compared to that of a cell with a bulk-processed cathode due to the lack of a triple-phase boundary length, the cell with 200 nm-thick gadolinia-doped ceria (GDC) inserted between the LSM and YSZ showed enhanced performance and more stable operation characteristics in a comparison of a cell without a GDC layer. We postulate that the GDC layer likely improved the cathode adhesion, therefore contributing to the improvement of the cell performance instead of serving as an interfacial reaction buffer.