세리아계 프로톤 전도성재료

전문가 제언

○ 페로브스카이트(Perovskite)계 산화물은 높은 온도에서 모체인 세라믹스에 양자를 흘리는 성질이 있다고 하여 이를 양자전도성 세라믹스 또는 고온양자전도체라고 한다. SrCe0.95Yb0.05O3-α와 BaCe0.8Y0.2O3-α 산화물은 600℃~1,000℃에서 양자전도성이 높다.

○ 고체산화물연료전지는 효율이 좋은 고온 형 전지로 알려져 있으며 전지의 전해질은 Ce2O3ZrO2계 산화물과 LaGaO3계산화물이며 고온에서 이온전도 재료 역할을 한다.

○ 양자전도성 산화물도 연료전지용 전해질로 사용 할 수 있다. 양자전도도가 온도 의존성이 낮기 때문에 연료전지를 낮은 온도에서 작동하게하려는 연구가 진행되고 있다. 실제로 BaCeO3계 전해질을 사용하여 400~600℃에서 효율 좋게 움직이는 고체산화물 연료전지가 되었는데, 화학적 안정성이 문제가 있다.

○ 일반적으로 구성원소의 염기성이 큰 산화물 일수록 양자전도성을 나타내는 경향이 있는데 격자의 안정성에는 도너밴드의 이온 크기가 관여한다. 양자전도체의 전도율이나 안정성이 이들 파라미터에 영향이 있으므로 양자전도체의 재료 설계에 고려할 점이다.

○ 고체연료전지에서 양자전도성 산화물을 사용할 경우에 Pd양극을 사용하여 좋은 효과가 있었으나 전극 값이 고가이기 때문에 600℃ 이하에서 전해질 기능이 양호하고 화학적으로 안정하면 양극 기판에 Ni을 사용할 수 있으므로 낮은 온도에서 안정한 양자전도성 재료연구가 기대된다.

○ 전자전도재료 종류를 판별은 연질 X선 흡수분광기를 이용하였으며 BaCe0.9Y0.1O3-α 와 BaCe0.825Y0.1Ru0.075O3-α시료를 실험한 결과, Ru을 함유한 시료의 스펙토르에서는 수소 중에서 처리한 후에도 정공과 같은 피크가 분명히 보인다. 즉 Ru을 포함한 시료는 환원 분위기에서도 정공이 존재한다고 생각되지만 앞으로 심도 있는 연구가 요구된다.

저자

Hiroshige MATSUMOTO, Tatsumi ISHIHARA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2007

권(호)

42(11)

잡지명

？？？？？？

과학기술
표준분류

재료

페이지

877~882

분석자

황*길

분석물

• 세리아계 프로톤 전도성재료.pdf [236,025 byte]

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