GDC and Ni-infiltrated Perovskite Anode for Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs)

초록

SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)는 귀금속 촉매 사용으로부터 상대적으로 자유롭고, 탄화수소계 연료의 개질에 있어 추가적인 외부 연료 개질의 필요성이 작다는 장점을 가진 연료전지이다. 그러나 상용적으로 사용되는 Ni-YSZ 기반의 Cermet 연료극은 장기간 사용시 탄소 침적 및 황에 의한 니켈의 피독 현상에 의해 성능이 감소하는 경향이 있다. 이의 대안 중 하나인 Perovskite 타입의 La-dopedSrTiO3 (LST) 산화물은 탄소 침적 및 황 피독에 대해 내성이 있어 연료극소재로연구되고있다. 본연구에서는 LST 산화물에 니켈을 도핑한 La0.2Sr0.6Ti0.8Ni0.2O3-δ (LSTN) 조성의 분말을 고상반응법을이용해 합성하였다. 연료극에서의 추가적인 산소이온전도를 위해 Ga0.2Ce0.8O1.9를 LSTN 연료극소재와혼합하여사용하였고, 스크린 프린팅 기법을 이용하여 적층 및 소결하여 버튼셀을 제작하였다. Ga0.2Ce0.8O1.9 가 각각 다른 비율로 첨가된 버튼셀 샘플들을 3% 가습 수소 연료 조건하, 각각 800oC 및 700oC에서 성능 변화를 비교, 분석하였다. LSTN 연료극은 환원 후, X-선 회절 및 주사전자현미경 분석을 통해 기공 내부 표면의 니켈입자 석출을 확인하였다.