Pd 코팅된 Ta/YSZ 수소분리막의 제조 및 안정성

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 20권 / 1호
· 저자명 : 이상진, 전성일, 박정훈

초록

수소투과금속인 tantalum과 세라믹 지지체로 Y2O3-stabilized ZrO2 (YSZ)를 이용하여 cermet 수소분리막을 제조하였다. Ta/YSZ cermet 분리막은 헬륨분위기에서의 예비소결과 고진공 하에서의 본소결을 통해 제조하였으며, 소결 및 밀봉 과정에서 발생하는 불순물은 연마를 통해 제거 가능하였다. 이렇게 제조된 분리막은 tantalum의 연속상이 잘 발달된 치밀구조를 보였다. 수소 해리를 위해 팔라듐 코팅을 한 Ta/YSZ 분리막을 이용하여 200∼350°C의 범위에서 수소투과실험을 수행하였다. 300°C에서 분리막에 균열이 형성되었고 Pd 코팅층은 몇 곳이 박리되었다. XRD 결과는 tantalum이 수소와 반응하여 Ta2H가 생성되는 것을 보여주며, Ta2H에 인한 격자 팽창이 분리막의 결함을 초래하였다.

영어초록

Cermet membrane was fabricated with tantalum as hydrogen-permeable metal and Y2O3-stabilized ZrO2 (YSZ) as ceramic supporter. Ta/YSZ cermet membrane was prepared through pre-sintering in He atmosphere and then main sintering under high vacuum and the impurities to originate from sintering and brazing could be removed by mechanical polishing. As-prepared membrane showed dense structure with continuous channel of tantalum. Hydrogen permeation experiment was conducted in the region of 200∼350°C using Ta/YSZ membrane coated with Pd for hydrogen dissociation. The crack in membrane was formed at 300°C and the Pd coating layer has flaked off in spots. XRD results showed that tantalum reacted with hydrogen to form Ta2H. The lattice expansion by Ta2H caused deterioration for membrane.

참고자료

· 없음