저온 작동용 고체 산화물 연료전지에 필요한 특성분석 방법과 이온 전도성

전문가 제언

○ 에너지 저장을 위한 연료전지는 산소 이온 전도체를 필요로 한다. 산소 이온 전도체는 산소를 이온 형태로 저장할 수 있다. 또 산소를 전송하고 방출할 수 있어야 한다. 분자를 이온 형태로 저장하기 위해서는 흑연이나 점토처럼 층상 구조를 화합뮬이 유리하다. 고체 산화물 이온을 저장하고 이송하기 위해서는 세라믹 물질인 이트륨 안정화 지르코늄 산화물(YSZ; Yttrium-Stabilized Zirconium dioxide)이 고체 산화물 연료전지에 사용되고 있다.

 

○ 2014년 독일의 Michael Ruck은 비스무스와 이리듐 고체 산화물 연료전지를 발견하였다. 금속 비스무스와 이리듐으로써 제조한 나노 입자 화합물은 대기 중이나 액체상의 산소분자를 동시에 활성화시키며 상온에서도 산화물 이온과 상호작용하는 것으로 알려졌다. Dresden 공과대학, Munster 대학 및 Giessen 대학의 연구팀은 금속간 화합물 구조 사이에 산소를 함유하는 형태를 보이며 가역적이라고 밝혔다. 즉 상온에서 히드라진으로 처리하거나 150℃에서 수소로써 환원 처리하면 원래의 구조를 회복한다.

 

○ 2013년 V. Lawlor는 초소형 원통형 고체 산화물 연료전지 셀 설계와 기술 동향을 Journal of Power Resource지에 등재하였다. 내용은 마이크로 원통형 고체산화물 연료전지는 고체 산화물 연료전지와 비교해서 크기가 작고 세라믹 재료를 기본으로 하여 전기화학적 전력을 생산할 수 있는 전지이다. 하지만 800℃ 이상의 고온에서 작동하며 탄화수소를 기본으로 하는 연료를 사용한다. 아직 SOFC와 비교해서 안정성과 신뢰성을 확보하기 위한 기술 개발이 필요하며, 성능을 평가하기 위한 방법 개발도 필요하다.

 

○ 국내에서는 2008년 KIST에서 저온형 연료전지 연구를 시작으로 상온형 연료전지 기술동향도 제시되었다. 2005년부터 일본 Osaka대학과 Hosokawa 분체연구소는 1387억원을 투자하였고, 2008년부터 산업기술총합연구소는 박막을 이용한 고체 산화물 연료전지관련 연구를 수행하고 있다. 향후 국내에도 상온전해질과 전극에 관한 기술과 정보지원이 요구되는 현실에 상온형 연료전지 개발경쟁도 가속화 될 것이다.

저자

Janne Patakangas, et al,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

263()

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

재료

페이지

315~331

분석자

김*상

분석물

• 저온용 고체산화물 연료전지에 필요한 특성분석 방법과 이온 전도도.pdf [365,534 byte]

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