GNP법을 이용한 고체산화물 연료전지의 공기극용 La0.75Sr0.25FeO3의 제조 및 특성

Abstract

Glycine Nitrate Process(GNP)를 이용하여 <TEX>$La_{0.75}Sr_{0.25}FeO_3$</TEX>를 합성하였다. 이때, GNP의 글리신의 함량은 화학양론식으로 계산하여 3.17mol을 첨가하였다. ICP-AES분석으로 각각의 조성 함량을 조사하고, XRD, SEM분석으로 합성된 분말의 결정성과 입자크기를 분석하였다. 이렇게 분석한 분말은 일축가압 성형으로 펠렛을 제조하였으며, 이 시편은 <TEX>$1200^{\circ}C$</TEX>에서 소결하였다. 소결된 시편은 아르키메데스 법을 이용하여 소결밀도를 측정히였다. 전기화학적 성능을 평가하기 위해 AC impedance spectroscopy로 측정하였으며, GNP 법으로 합성된 LSF가 기존의 LSM 보다 낮은 Ohmic resistance및 Polarization resistance를 보임을 확인하였다. 또한 합성된 LSF를 양극으로 사용하여 연료극 지지체식 고체산화물 연료전지의 단위전지를 제작하였으며, 그 성능은 <TEX>$750^{\circ}C$</TEX>에서 <TEX>$342mW/cm^2(0.7V,\;488mA/cm^2)$</TEX>을 나타내었다. 마지막으로 임피던스 분석에 의하여 단위전지의 전기화학적 분극저항을 평가하였다. We synthesized and investigated <TEX>$La_{0.75}Sr_{0.25}FeO_3$</TEX> by Glycine Nitrate Process(GNP) method used as cathode materials for SOFC(solid oxide fuel cell). Optimized amount of glycine is 3.17 mol. ICP elemental composition analysis indicated that the stoichiometry of the synthesized powders have nearly nominal values. SEM images and XRD patterns reveal that the synthesized powder has uniform size distribution and high degree of crystallinity. The sample powders were isostatically pressed to form a pellet. The green body was sintered at <TEX>$1200^{\circ}C$</TEX> and the relative density of the sintered specimens were measured by Archimedes mettled. We measured electrochemical performance of LSF by AC impedance spectroscopy. Resistance of LSF shows lower value than that of LSM throughout all temperature region. The anode-supported solid oxide fuel cell showed a performance of <TEX>$342mW/cm^2(0.7V,\;488mA/cm^2)$</TEX> at <TEX>$750^{\circ}C$</TEX>. The electrochemical characteristics of the single cell were examined by at impedance method.