LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층이 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막의 산소투과 거동에 미치는 영향

차다솜; 유충열; 주종훈; 유지행; 한문희; 조철희

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자료유형: 학술저널

저자정보: 차다솜 (충남대학교 에너지과학기술대학원) 유충열 (한국에너지기술연구원 창의소재연구실) 주종훈 (한국에너지기술연구원 창의소재연구실) 유지행 (한국에너지기술연구원 창의소재연구실) 한문희 (충남대학교 에너지과학기술대학원) 조철희 (충남대학교 에너지과학기술대학원)

저널정보: 한국막학회 멤브레인 멤브레인 제24권 제5호

발행연도: 2014.1

수록면: 367 - 374 (8page)

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본 연구에서는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막 표면에 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층을 코팅한 후 활성층의 열처리 온도, 두께, 침투법을 이용한 STF 도입이 산소투과 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성층 도입은 복합 분리막의 산소 투과 유속을 급격히 증진시켰으며 이는 활성층 성분인 LSC/GDC (50 : 50 vol%)가 전자 전도성 및 표면 산소 분해 반응을 증진시켰기 때문이었다. 활성층의 열처리 온도가 $900^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 증가하였고 이는 분리막과 활성층 사이 그리고 활성층의 결정입간 접촉이 증진하여 산소이온과 전자 흐름을 증진시켰기 때문으로 설명되었다. 코팅층의 두께가 약 $10{\mu}m$에서 약 $20{\mu}m$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 오히려 감소하였는데 이는 코팅층의 두께가 증가할수록 기공을 통한 공기 중의 산소 유입이 어려워지기 때문으로 설명되었다. 또한, 코팅층에 침투법을 이용하여 STF를 도입한 경우가 STF를 도입하지 않은 경우 보다 높은 산소 투과 유속을 보였는데 이는 도입된 STF가 산소 분해하는 표면 반응 속도를 촉진시키기 때문이다. 본 연구로부터 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층 코팅 및 특성 제어는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막의 산소투과 증진에 매우 중요함을 확인하였다.

#oxygen transport membrane #LSCF/GDC dual-phase membrane #LSC/GDC active layer #STF infiltration

참고문헌 (26)

참고문헌 신청

김종표 / 2012 / 다공성의 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ가 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 관형 분리막의 제조 및 투과 특성 / 멤브레인 22(1):8~15

박정훈 / 2010 / Pd 코팅된 Ta/YSZ 수소분리막의 제조 및 안정성 / 멤브레인 20(1):69~75

K. H. Lee / 1994 / Membrane separation of carbon dioxide / Membrane Journal 4:78

S. K. Kim / 2014 / Sr0.95Fe0.5Co0.5O3-δ dual-phase membrane: Oxygen permeability, phase stability, and chemical compatibility / J. Membr. Sci 462:153

J. H. Joo / 2013 / Contribution of the surface exchange kinetics to the oxygen transport properties in Gd0.1Ce0.9O2-δ-La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ dual-phase membrane / Solid State Ion 253:64