$La_{1-x}Sr_xMnO_3$(LSM,$0{\leq}x{\leq}0.5$) powders as the air electrode for solid oxide fuel cell were synthesized by a glycine-nitrate combustion process. The powders were then examined by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The as-formed powders were composed of very fine ash particles linked together in chains. X-ray maps of the LSM powders milled for 1.5 h showed that the metallic elements are homogeneously distributed inside each grain and in the different grains. The powder XRD patterns of the LSM with x < 0.3 showed a rhombohedral phase; the phase changes to the cubic phase at higher compositions($x{\geq}0.3$) calcined in air at $1200^{\circ}C$ for 4 h. Also, the SEM micrographs showed that the average grain size decreases as Sr content increases. Composite air electrodes made of 50/50 vol% of the resulting LSM powders and yttria stabilized zirconia(YSZ) powders were prepared by colloidal deposition technique. The electrodes were studied by ac impedance spectroscopy in order to improve the performance of a solid oxide fuel cell(SOFC). Reproducible impedance spectra were confirmed using the improved cell, which consisted of LSM-YSZ/YSZ. The composite electrode of LSM and YSZ was found to yield a lower cathodic resistivity than that of the non-composite one. Also, the addition of YSZ to the $La_{1-x}Sr_xMnO_3$ ($0.1{\leq}x{\leq}0.2$) electrode led to a pronounced, large decrease in the cathodic resistivity of the LSM-YSZ composite electrodes.
A lithiated compound $Li_{0.1}Pr^{3+}Ba_2Cu_3O_y$ has been successfully prepared by electrochemical method, which is achieved with a two electrode cell of the type: Metal(Li)/($Li^+\;,\;ClO_4^-$) + propylene carbonate/$PrBa_2Cu_3O_y$. All Pr ions in the lithiated compound are stabilized with a trivalent state as the other rare earths (Ⅲ) substituted in the 90K superconductor lattice ($Y_{1-x}Ln_x^-Ba_2Cu_3O_{7-{\delta}}$). Powder X-ray diffraction analysis shows that both compounds, $PrBa_2Cu_3O_y$ and $Li_{0.1}PrBa_2Cu_3O_y$ are isostructural with the 90 K superconductor, ($YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$), nevertheless both of them are non-metallic and also non-superconducting down to 10 K. Magnetic susceptibility ${\chi}$ vs. temperature data indicate that Curie contribution from the magnetic ions (Pr and Cu) is weakened on the one hand, but on the other hand temperature-independent part of susceptibility ${\chi}_o$ increases depending upon the rate of lithium intercalation in $PrBa_2Cu_3O_y$ lattice.
Aluminium and aluminium alloys have the high electrical and heat conductivity. It gives rise to difficulties for a choice of electrodes material for their contact electric welding. This paper describes the investigations performed to solve the above problem. The purpose of this investigation was to obtain dispersion-hardening alloys by the internal oxidation method, to optimize their contents and treatment modes, to produce electrodes of these alloys and to test them. The strengthing effect of alloys with oxide particles depends on their size stability at high temperatures. Despite of the fact, that oxides are the most stable of all the non-metallic phases their coagulation takes place. Based on the early results, we chose two types of alloys, first No. 1 Cu - 0,4%Al and second No. 2 Cu - 0,2%Be for production of electrodes. These alloys had not additional alloying elements. These alloys were prepared as 1 mm plates and flake-formed 200 m thick, and also No. 1 as a powder of size 100 mkm (received from Korea). The large samples for electrodes were produced by three methods : explosive welding method, dynamic one including the explosion compression of electrode blank and the quasi-dynamic method including the high-speed compression of dense briquest and the further hot extrusion of a rod.
PBD(Plastic Board Drain) 공법은 준설 매립에 효과적인 지반개량을 위한 다양한 공법 중 하나이며, 시공성 및 경제성이 우수해 연약지반개량에 많이 사용되고 있다. 그러나 PBD 공법은 장시간 소요에 의한 지반 투수성 감소 및 배수능 저하를 야기시키는 문제점을 지니고 있다. 이를 개선하기 위해 개발된 나노 코팅된 Plastic Drain Board(PDB)는 비금속성 전극재로 전기삼투공법의 전기력을 이용해 PDB 공법의 단점을 개선하기 위해 개발한 재료이다. 나노 코팅된 PDB를 적용하기 위한 다양한 연구가 수행되었으나 실내실험으로 제한되었을 뿐 현장실험은 수행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 나노 코팅된 PDB의 현장 활용성을 확인하기 위해 실내모형실험과 현장실험을 수행하였다. 그 결과 일반 PDB에 비해 나노 코팅된 PDB의 지반개량효과가 크게 나타났다.
전기분해로 회수된 음극회수-금속분말의 광물학적 특성을 조사하기 위하여 전해질 종류, 전극간격 및 전류변화에 대하여 전기분해 실험을 수행하였다. 황산구리($CuSO_4{\cdot}5H_2O$) 분말에 대한 황산 및 소금 전해질 용액을 사용한 전기분해 결과, 소금 전해질 용액에서 Cu의 수율이 다소 높았다. XRD 분석결과, 전해질 용액의 종류에 따라 광종이 변화되었다. 즉 구리($Cu^0$), chalcanthite 및 cuprite 등은 황산 전해질 용액에서, 그리고 구리, nantokite 및 chalcanthite 등은 소금 전해질 용액에서 나타나는 것을 확인하였다. 특히 소금 전해질 용액에서, 전극간격 및 전류(또는 전류밀도)는 Cu 회수율, 양극무게 감소와 비례하였으나 양극부식 강도는 전류와 비례 그리고 전극간격과는 반비례하는 경향을 보였다. 미분쇄하지 않은 음극-회수 금속분말에 대한 XRD분석에서 구리결정의 평균크기는 전극간격의 감소 및 전류가 증가할수록 증가하였다. 수지상 구리가 형성되는 것으로 보아 전극/용액 경계면에서 물질전달은 확산에 의해 통제되는 것으로 사료된다.
실리콘 웨이퍼공정에서 발생하는 실리콘 슬러지로부터 실리콘 및 탄화규소를 분리한 다음, 전해법으로 원소형태의 실리콘을 회수하는 연구를 수행하였다. 실리콘 슬러지의 주요 불순물은 절삭유, 금속불순물, 실리콘 및 실리콘 카바이드를 들 수 있다. 기계적 선별법으로 분리한 실리콘, 탄화실리콘 복합물을 $1000^{\circ}C$에 1시간동안 염화 배소하여 응축하고 회수한 사염화실리콘을 이온성액체인 $[Bmpy]Tf_2N$에 용해하여 전해액으로 사용하였다. 순환전위법으로부터 $[Bmpy]Tf_2N$의 안정한 전압구간과 사염화실리콘을 용해한 $[Bmpy]Tf_2N$ 전해액에서 실리콘의 환원으로 추정되는 환원피크를 얻을 수 있었다. 정전위법(-1.9 V vs. Pt-QRE)에서 1시간동안 금 전극 상에 전해한 다음, 전극표면을 XRD, SEM-EDS 및 XPS 분석을 통하여 실리콘이 원소형태로 전착되었음을 확인하였으며, 미량의 산소가 검출되는 것은 분석과정에서 시편이 공기 중에 노출되었기 때문으로 판단된다.
본 연구에서는 백금족 금속의 분리회수 가능성을 알아보기 위해 백금족 금속 혼합물로부터 이온성액체 기반의 용매에서 백금족 금속의 추출과 전해 환원거동을 조사하였다. 촉매조성인 10:1:0.5 M의 비로 $PdCl_2$, $PtCl_4$, $RhCl_3$가 용해되어 있는 혼합액으로부터 이온성액체인 $[C_4mim]PF_6$를 이용하여 백금(Pt)을 선택적으로 추출한 후 수계 전해액인 1 M $HNO_3$으로 역추출하고 -0.8 V (vs. Pt-QRE)의 전압과 금을 작동전극으로 사용하여 백금을 우선적으로 회수하였다. 잔류하는 팔라듐과 로듐은 $[C_4mim]Cl$ 용액으로 추출한 다음 비수계 전해법으로 환원회수하였다. 전극물질과 전압에 따른 두 금속의 환원거동을 조사하였으며, 작동전극을 탄소, 금과 STS304를 이용하여 각각 팔라듐과 로듐을 순차적으로 회수할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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