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보고서 요약서
요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 7
제1절 연구개발 목적 7
1. 연구개발 목적 7
제2절 연구개발 필요성 9
1. 연구개발의 개요 및 필요성 9
제3절 연구개발 최종 목표 12
1. 연구개발의 최종목표 12
제4절 연구개발 내용 13
1. 수분 내구성을 갖는 공기극 개발 13
2. 공기극과 전해질 간 박리현상 해소 14
3. 공기극/전해질 계면 특성 개선을 위한 표면처리 공정 개발 14
4. 전해질과 전극의 접촉 표면적 증가로 인한 셀 특성 개선 15
5. Load-Proof 차세대 SOFC 제조 및 평가기술 개발 15
6. 나노섬유 기반 연료전지 전극 제작 17
7. 나노 촉매 infiltration을 통한 고성능 공기극 및 연료극 기능층 개발 19
8. 표면편석 현상 및 전극활성도 분석을 위한 박막 모델 시스템 설계 및 제작 21
9. 가속환경에서의 모델 시스템 기반 표면편석 현상 및 전극활성도 정량분석 및 제어인자 규명 21
10. 실제 작동환경에서의 연료전지 단전지 셀 평가 22
제2장 국내외 기술개발 현황 23
제1절 국외현황 23
1. 기술 현황 23
2. 시장 현황 23
제2절 국내현황 24
1. 기술 현황 24
2. 시장 현황 25
제3장 연구수행 내용 및 결과 26
제1절 산화물 기반 연료극 소재 개발 26
1. perovskite 산화물 기반 연료극 소재 개발 26
2. 산화물을 연료극으로 사용한 전해질 지지체 셀 제조 및 성능평가 29
3. 고내구성 산화물 연료극의 Redox cycle test 31
제2절 공기극 및 계면 형태 미세구조 제어기술 개발 33
1. 전해질 표면 계면 개질 기술개발 및 전해질 표면 morphology 및 박막 코팅에 따른 공기극 특성평가 33
2. Sol-gel 법을 이용한 layered perovskite 합성 및 Layered perovskite 공기극의 전기적 특성 평가 36
제3절 Urea precipitation method를 통한 전극 제조 기술 개발 39
1. Urea precipitation method를 통한 금속이온 석출 원리 파악 39
2. Predominance diagram 및 ICP-OES, XRD, FT-IR을 통한 사전, 사후 석출 양상 분석 41
3. Sol-gel solution을 통한 infiltration method 수행 44
제4절 단일 성분의 나노섬유 합성 47
1. 단일나노섬유 기반 연료전지 전극제작 47
2. 나노섬유 기반 복합전극 구조 개발 50
3. 복합 나노섬유 기반 전극 개발 52
제5절 표면 Sr segregation 및 표면 산소 교환 반응 속도(kchem)와의 상관관계 규명 및 ALD기법을 이용하여 표면 코팅을 통한 고성능, 고내구성의 SOFC 공기극 개발[이미지참조] 53
1. Sr segregation이 표면 산소 교환 반응 속도에 미치는 효과 분석 53
2. 다양한 산화물 종류 및 두께의 표면 코팅이 kchem 에 미치는 효과 분석[이미지참조] 54
3. 다양한 산화물 종류 및 두께의 표면 코팅이 표면 조성에 미치는 효과 분석 55
제6절 주관기관 연계 셀 제조 및 평가 55
1. Sm and Nd-doped Ceria를 공기극에 infiltration 한 LSTN산화물 연료극 셀 제조 및 평가 55
제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 58
제1절 1단계 목표 58
제2절 목표 달성도 58
제5장 연구개발결과의 활용 계획 60
제1절 동적변화에 대응가능한 산화물 연료극 적용 셀 제조 기술개발 60
1. 연구개발결과 및 활용 계획 60
제2절 차세대 layered peovskite 공기극 및 계면 미세구조 제어기술 60
제3절 Urea precipitation method를 이용한 전극 제조 기술 개발 61
1. 연구개발결과 및 활용 계획 61
제4절 나노 섬유 합성 및 전극제조 공정 개발 61
제5절 Perovskite 산화물의 표면 Sr segregation 억제 기술 개발 62
1. 연구개발결과 및 활용 계획 62
제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 63
제1절 국외 Solid Oxide Feul Cells(SOFC) 소재 기술 63
1. 해외과학기술정보 내용 작성 63
제7장 참고문헌 67
성과 정보 요약서 68
1. 목표 대비 달성도(선정 시 제시된 성과목표) 68
2. 대표적 특허성과 69
3. 차기 단계 성과 창출 전략(성과 창출 포트폴리오) 70
4. 차기 단계 핵심기술별 특허 창출 전략 71