저온형 SOFC의 전해질 재료와 양극 재료[신재생에너지 실험]

소개

저온형 SOFC의 전해질 재료와 양극 재료[신재생에너지 실험]입니다.
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목차

1. 설계 제목 : < 저온형 SOFC의 전해질 재료와 양극 재료 >
2. 설계 배경 및 목표
3. 설계 계획
4. 설계 결과물 제안
참고문헌

본문내용

1. 설계 제목 : < 저온형 SOFC의 전해질 재료와 양극 재료 >

2. 설계 배경 및 목표

고체전해질을 사용하는 SOFC는 액체전해질을 사용하는 기존 1세대 연료전지에 비해 시스템 안정성이 뛰어나 고분자전해질 연료전지(PEMFC)와 함께 기존 1세대를 대체할 차세대 연료전지로 각광받고 있다. 그중에서도 800 ℃ 이상의 고온에서 작동하는 SOFC는 저온에서 작동하는 PEMFC에 비해 에너지 효율이 월등히 높으며 고가의 외부 개질장치 없이도 LPG, LNG등의 탄화가스를 직접 연료로 사용할 수 있어 기존 화석연료 시스템에도 적용 가능한 유일한 시스템이라는 강점을 가진다. 또한 SOFC는 크기나 형태, 용량에 대한 자유도가 높아 전력수요에 맞는 다양한 용량의 시스템 구성이 가능해 휴대용 전자기기의 초소형 전원으로부터 복합 발전 시스템으로까지 아주 넓은 응용범위를 가지고 있다.
SOFC 시스템의 상용화에 최대 걸림돌로 작용하고 있는 안정성과 경제성 문제는 대부분 고온 운전에 따른 스택 구성재료의 한계물성과 고가의 소재, 공정비용에 기인하고 있다. 따라서 구성 소재의 물성향상 및 구조개선을 통해 성능을 향상 시켜 저온작동을 가능케 하고, 경제성과 안정성을 확보하기 위해 저온형 SOFC의 전해질 소재와 양극재료 소재를 선택 하게 되었습니다.

3. 설계 계획

➀ 조성 설계 및 이유

◎ 조성 설계 : 전해질 재료 Ce₀﹒₉Gd₀﹒₁O₁﹒₉₅ (GDC), 양극 재료 Sm₀﹒₅Sr₀﹒₅CoO₃(SSC)
전해질 Ce(NO₃)₃6H₂O : 434.22g 434.22×0.0114×0.9=4.4550g
Gd(NO₃)₃6H₂O : 451.36g 451.36×0.0114×0.1=0.5145g
저온에서도 저항을 줄여 출력을 높일 수 있기 때문에 아래의 가로 안의 재료를 사용한다.
(Al(NO₃)₃9H₂O : 375.14g 375.14×0.0114×1=4.2765g)
Glycine : 75.07g 75.07×1×2×0.0114=1.7115g

참고자료

· 저온형 SOFC스택의 성능향상기술 (저자 이종호) 발행처:과학기술부
· 고체 산화물 연료 전지용 대체 전해질에 관한연구 (저자 최병현) 발행처:산업자원부