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요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 8
제1절 연구개발 목적 8
1. 연구 목적 8
제2절 연구개발 필요성 8
1. 필요성 8
제3절 연구개발 최종 목표 9
1. 동적변화 대응성이 우수한 고온 연료전지 소재, 셀 및 공정기술 개발(1단계) 9
2. 동적변화 대응성이 우수한 고온 연료전지 소재, 셀 및 공정기술 개발(2단계) 9
제4절 연구개발 내용 9
1. 동적운전 내구성 및 비상운전 안정성이 우수한 SOFC 소재 기술 개발 9
2. 운전범위 확대형 고효율, 장수명 SOFC 셀 및 공정 기술 개발 10
제2장 국내외 기술개발 현황 11
제1절 국외현황 11
1. 기술 현황 11
제2절 국내현황 11
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 13
제1절 동적운전 내구성 및 비상운전 안정성이 우수한 대면적 평판형 SOFC 셀 기술 개발 13
1. 대면적 평판형 단전지 제조를 위한 테잎캐스팅 공정 안정화 기술 개발 13
제2절 동적운전에 의한 셀 구성요소의 열화 65
1. 동적 운전 시 단전지 열화 거동 65
제3절 세리아 도핑기법 확립 및 세리아 버퍼층 적용 셀 제조 기술 개발 66
1. 도핑 세리아 합성 기법 확립 66
2. 도핑 세리아 버퍼층 적용 SOFC 단전지 제조 개발 68
3. 전기화학 impedance 평가 기법 확립 69
4. 고성능 세리아 버퍼층 소재를 위한 도핑 조성 최적화 70
5. 최적화 버퍼층 소재의 2차 반응성 평가 73
제4절 고강도 연료극 지지체 소재 개발 74
1. 연구 수행 결과 74
제5절 비상운전환경에서 redox 안정성이 우수한 SOFC 연료극지지체 및 셀 개발 94
1. 연료극지지체의 redox kinetics 확립[원문불량;p.95] 94
2. 연료극지지체의 redox 변형과 성능/열기계적 열화와의 상관관계 규명 96
3. Redox 사이클에 따른 강도 저하율 분석 97
제6절 (2세부 개발) 세라믹 소재 적용 단전지 제작 및 평가 99
1. La₀.₂Sr₀.₆Ti₀.₈Ni₀.₂O₃(LSTN) 연료극 지지체 적용 단전지 전기화학적 임피던스 평가 99
제7절 탄소침적 억제용 소재 최적화 100
1. 기능성 나노촉매 적용 탄소 침적 억제 기술 개발 100
제8절 기공 구배 갖는 고성능 공기극 공정 기술 개발 103
1. Rotation 공정을 이용한 경사구조형 조성구배를 갖는 LSCF-GDC 양극층 제조공정 확립 103
2. 연속 조성구배를 갖는 양극층의 분극저항 측정 104
3. Rotation 공정을 이용한 경사구조형 기공구배를 갖는 LSCF-GDC 양극층 제조공정 확립 104
4. 연속 기공구배를 갖는 양극층의 분극저항 측정 105
제9절 습식 침투법 적용 공기극 출력 향상 기술 최적화 105
1. 실험적 방법 105
2. 연구결과 107
제10절 전기화학증착(electrodeposition) 기법 적용 공기극 출력 향상 기술 최적화 111
1. 전기화학 증착법 적용 고성능 공기극 형성 신공정 기술 개발 111
2. CAED와 하이브리드-CAED에 의한 LNF 페로브스카이트 복합체의 SOFC 공기극 제조 및 전기 화학적 성능 평가 121
3. 결론 123
제11절 ALD 적용 이성분계 박막 공기극 표면처리 기술 최적화 123
1. 이성분계 물질 SOFC 처리 공정 조건 확보 123
2. 이성분계 물질 SOFC 표면 처리 과정 124
3. ALD를 통한 이성분계 물질(HfO₂) 양극 표면 처리 후 전기화학 평가 125
4. ALD를 통한 이성분계 물질(Al₂O₃) 양극 표면 처리 후 전기화학 평가[원문불량;p.127-129] 128
제12절 동적운전 열화 거동 개선 기술 개발(1-2-4세부 공동연구) 130
1. Nanoweb 구조의 Cathode Functional Layer 적용 130
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 133
제1절 1단계 목표 133
제2절 목표 달성도 133
제3절 목표 미달성 시 원인(사유) 및 대책 134
제4절 관련 분야 기여도 및 목표값 달성의 수준 및 의미 134
1. 대면적 평판형 단전지 제조를 위한 테잎캐스팅 공정 개발 134
2. 초박막 나노균일 산화막 저온 후처리 공정 개발 134
제5장 연구개발성과의 활용 계획 등 135
제1절 대면적 평판형 단전지 제조를 위한 테잎캐스팅 공정 개발 135
제2절 세리아 도핑기법 확립 및 세리아 버퍼층 적용 셀 제조 기술 개발 135
제3절 고성능 세리아 버퍼층 소재를 위한 도핑 조성 최적화 135
제4절 고강도 연료극 지지체 소재 개발 136
제5절 비상운전환경에서 redox 안정성이 우수한 SOFC 연료극지지체 및 셀 개발 136
제6절 탄소침적 억제용 촉매 개발 136
제7절 고기능성 경사구조형 복합 공기극 제조와 이를 적용한 고성능 SOFC 셀 제조 기술 개발 136
제8절 용액침투, electrodeposition 적용 공기극 최적화 137
제9절 전기화학 증착법 이용 공기극 고성능화 137
제10절 이성분계 박막의 표면 처리 기술 138
제11절 ALD를 이용한 표면 나노 기능층 기술 138
제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 139
제1절 고체 산화물 에너지 변환 첨단 기술 콘소시움(ASEC) 설립 139
제2절 Ba₀.₅Sr₀.₅Co₀.₈Fe₀.₂O₃₋δ-based dual-gradient cathodes for solid oxide fuel cells[이미지 참조] 139
제3절 YSZ/GDC bilayer and gradient barrier layers deposited by reactive magnetron sputtering for solid oxide cells 139
제7장 참고문헌 140