Synthesis and Electrochemical Properties of (Y0.08Sr0.92)(Ti1-xFex)O3-δ Anode

초록

SOFC에서 연료극으로 사용되고 있는 Ni-YSZ cermet은 높은 전자전도성과 촉매활성에도 불구하고 장기간의 사용시 나타나는 Ni입자의 조대화 및 탄화수소계 연료를 사용할 경우에 발생하는 coking현상에 의한 촉매활성 및 내구성 저하 등이 큰 문제가 되고 있다. 이러한 Ni-YSZ cermet anode의 문제점을 극복하기 위하여 최근 perovskite 결정구조를 갖는 doped SrTiO3를 연료극 물질로 대체하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 환원분위기에서 우수한 전자전도성을 나타내는 Yttrium doped SrTiO3에 Iron을 치환하여 전자전도성과 촉매 활성이 우수한 perovskite계의 (Y0.08Sr0.92)(Ti1-xFex)O3-δ를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 1400℃ 공기중에서 하소하여 제조한 YSTFO 분말은 Fe의 치환량에 관계없이 perovskite 단일상을 나타내는 것을 확인할 수 있었고, A-site에 치환된 Yttrium에 의해 결정의 환원 안정성이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 합성된 (Y0.08Sr0.92)(Ti1-xFex)O3-δ에서 Fe의 치환량 변화가 (Y0.08Sr0.92)(Ti1-xFex)O3-δ의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 산화/환원 분위기하에서의 전기전도도측정 결과와 전극임피던스 측정결과를 바탕으로 고찰 하였다.