ºÎ»ê´ëÇб³(ÃÑÀå ÃÖÀç¿ø)´Â Àç·á°øÇкΠ¹Ú¹ü°æ ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀÌ °íÈ¿À² ¿¬·áÀüÁö¡¤¼öÀüÇØ·Î ÀÀ¿ëµÇ´Â °íü»êȹ° ÀüÁö(SOC, Solid Oxide Cell)ÀÇ »ê¾÷Àû È°¿ë¼ºÀ» ±Ø´ëÈÇÒ ¼ö ÀÖ´Â »õ·Î¿î ´ÜÀÏ°øÁ¤ ÀÌÁßÃþ ÀüÇØÁú ±â¼úÀ» °³¹ßÇß´Ù°í 20ÀÏ ÀüÇß´Ù.
¼öÀüÇØ(â©?ú°)Àº Àü±â ¿¡³ÊÁö¸¦ »ç¿ëÇØ ¹°À» ¼ö¼Ò¿Í »ê¼Ò·Î ºÐÇØÇÏ´Â °úÁ¤ÀÌ´Ù.
ÀÌ ±â¼úÀº ÀüÇØÁú ¼ÒÀç·Î ¡®ÀÌÆ®¸®¾Æ ¾ÈÁ¤È Áö¸£ÄڴϾÆ(YSZ)¡¯¿Í ¡®Sm(»ç¸¶·ý)ÀÌ µµÇÎµÈ ¼¼¸®¾Æ(SDC)¡¯¸¦ Àû¿ëÇÑ ÀÌÁßÃþ ±¸Á¶¸¦ »ç¿ëÇØ °í¿Â µ¿½Ã ¼Ò°á °øÁ¤À» ±ØÀûÀ¸·Î ´Ü¼øÈÇÏ°í ÀüÁö ¼º´ÉÀ» ´õ¿í Çâ»ó½ÃŲ´Ù. ÀüÇØÁú(ï³ú°òõ)Àº Àü±âÈÇÐÀû ÀåÄ¡¿¡¼ ÀÌ¿ÂÀ» À̵¿½ÃÅ°´Â ¸Å°³Ã¼ ¿ªÇÒÀ» ÇÏ´Â ¹°ÁúÀÌ´Ù. °íü»êȹ° ÀüÁö(SOC)¿¡¼´Â ÁÖ·Î »ê¼Ò ÀÌ¿ÂÀ» ÀüµµÇØ ¿¬·áÀüÁö³ª Àü±âºÐÇØ ÀüÁöÀÇ ÀÛµ¿À» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÑ´Ù.
°íü»êȹ° ÀüÁö(Solid Oxide Cell, SOC)´Â Àü±âÈÇÐÀû ÀåÄ¡¸¦ ÅëÇØ ¿¬·á¸¦ Àü±â·Î º¯È¯Çϰųª Àü±â¸¦ ¿¬·á·Î º¯È¯ÇÏ´Â ÀüÁö·Î, Å©°Ô °íü»êȹ° ¿¬·áÀüÁö(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)¿Í °íü»êȹ° Àü±âºÐÇØÀüÁö(SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell)°¡ ÀÖ´Ù.
ÀÌµé °íü»êȹ° ¿¬·áÀüÁö ¹× ¼öÀüÇØ(SOFC/SOEC)´Â ³ôÀº ¿¡³ÊÁö º¯È¯ È¿À²°ú ´Ù¾çÇÑ ¿¬·á »ç¿ë °¡´É¼ºÀ¸·Î ź¼ÒÁ߸³ ½ÇÇö¿¡ Áß¿äÇÑ ±â¼ú·Î ÁÖ¸ñ¹Þ°í ÀÖ´Ù. ƯÈ÷ Áö¸£ÄڴϾÆ(YSZ)¿Í ¼¼¸®¾Æ·Î ±¸¼ºµÈ ÀÌÁßÃþ ÀüÇØÁúÀº °í¼º´É ¿¬·á±Ø ÁöÁöÇü ÀüÁö¸¦ °³¹ßÇÏ´Â µ¥ ÇʼöÀûÀÎ ÇÙ½É ºÎÇ°ÀÌ´Ù. ±×·¯³ª À̸¦ È¿°úÀûÀ¸·Î ±¸ÇöÇϱâ À§Çؼ´Â °í¿Â(1400¡É)ÀÇ ´Ù´Ü°è °øÁ¤ÀÌ ÇÊ¿äÇϸç, ÃÖÁ¾ °ø¼Ò°á °úÁ¤¿¡¼ Àü±âÀû Àý¿¬ ¹°ÁúÀÌ Çü¼ºµÅ ÀüÁö ÀúÇ×ÀÌ Áõ°¡ÇÏ´Â ¹®Á¦°¡ ÀÖ´Ù.
¶Ç ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¼¼¸®¾ÆÀÇ ¿¾ÇÇÑ ¼Ò°á¼ºÀ¸·Î ÀÎÇØ °øÁ¤ÀÌ ´Ù´Ü°èÀ̸ç, 1250¡É ÀÌ»óÀÇ ³ôÀº °øÁ¤ ¿Âµµ¿¡¼´Â Áö¸£ÄڴϾÆ(YSZ)¿Í ¼¼¸®¾ÆÀÇ ¹ÝÀÀÀÌ ÃËÁøµÅ ¹Ù¶÷Á÷ÇÏÁö ¾ÊÀº Àý¿¬ ¹°ÁúÀÌ »ý±ä´Ù.
¹Ú¹ü°æ ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀº ¼Ò°á Ư¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÑ Sm(»ç¸¶·ý)ÀÌ µµÇÎµÈ ¼¼¸®¾Æ(SDC)¸¦ ¼³°è¡¤Àû¿ëÇØ YSZ/SDC ÀÌÁßÃþ ÀüÇØÁúÀ» °³¹ßÇÏ°í, Å×ÀÌÇÁ ij½ºÆà »ê¾÷ °øÁ¤¿¡ ±â¹ÝÇÑ ´ÜÀÏ 1250¡É °øÁ¤À» ÅëÇØ ¼Ò°áÇÏ´Â ±â¼úÀ» ±¸ÇöÇß´Ù. ÀÌ °øÁ¤Àº ±âÁ¸ÀÇ ´Ù´Ü°è °øÁ¤À» ´Ü¼øÈÇØ ºñ¿ë Àý°¨°ú »ý»ê¼º Çâ»ó¿¡ ±â¿©Çϸç ÀüÁöÀÇ ¼º´ÉÀ» ±Ø´ëÈÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
ƯÈ÷ 1250¡É ´ÜÀÏ °øÁ¤Àº ±âÁ¸ ´ëºñ ¿¡³ÊÁö ºñ¿ëÀ» Å©°Ô Àý°¨ÇÒ »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó, Áö¸£ÄڴϾÆ(YSZ)¿Í ¼¼¸®¾ÆÀÇ ¹ÝÀÀ¼º ¾ïÁ¦ ¹× ¿¬·á±Ø ±â°ø ±¸Á¶ Ç°ÁúÀ» °³¼±ÇÔÀ¸·Î½á ÀüÁö ¼º´ÉÀ» Çâ»ó½ÃÅ°´Â Àϼ®ÀÌÁ¶ÀÇ È¿°ú¸¦ Á¦°øÇÑ´Ù. ¶Ç °³¹ßµÈ ÀüÇØÁúÀº ±âÁ¸ÀÇ YSZ/GDC(°¡µ¹¸®´½ÀÌ µµÇÎµÈ ¼¼¸®¾Æ) Á¶ÇÕº¸´Ù Çâ»óµÈ °è¸é Àüµµ Ư¼ºÀ» ³ªÅ¸³½´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº À̹ø¿¡ °³¹ßµÈ ±â¼úÀ» È°¿ëÇØ 5¡¿5§¨ Å©±âÀÇ ÀüÁö¸¦ Á¦ÀÛÇÔÀ¸·Î½á ÇØ´ç ±â¼úÀÇ ´ë¸éÀûÈ °¡´É¼ºÀ» ÀÔÁõÇßÀ» »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó, Àå±â ¾ÈÁ¤¼º ¶ÇÇÑ ¿ì¼öÇÔÀ» Áõ¸íÇß´Ù. ÀÌ ±â¼úÀÌ Àû¿ëµÈ ÀüÁö´Â ¾à 2.15 W/§¨ÀÇ Àü·Â ¹Ðµµ¿Í 2.95 A/§¨ÀÇ Áõ±â ÀüÇØ Àü·ù ¹Ðµµ¸¦ ´Þ¼ºÇÒ ¼ö ÀÖÀ½À» È®ÀÎÇß´Ù.
¹Ú¹ü°æ ±³¼ö´Â ¡°À̹ø ¿¬±¸ °á°ú´Â Á¾·¡ÀÇ ÀÌÁßÃþ ÀüÇØÁú Á¶¼º¡¤°øÁ¤ Á¶°Ç¿¡ ´ëÇÑ Áß¿äÇÑ Àü·«Àû ¹æÇâÀ» Á¦½ÃÇϸç, À̸¦ ÅëÇØ °íü»êȹ° ÀüÁöÀÇ »ó¾÷Àû ½ÇÇà °¡´É¼ºÀ» ´õ¿í ³ôÀÏ ¼ö ÀÖ´Â ±æÀ» ¿¾ú´Ù¡±°í ¸»Çß´Ù.
À̹ø ³í¹®Àº ºÎ»ê´ë Àç·á°øÇкΠ¹Ú¹ü°æ ±³¼ö°¡ ±³½ÅÀúÀÚ, ±è¼ö¿Ï ¼®»ç°úÁ¤»ý°ú Á¤ÇØÀÎ ¼®»ç°úÁ¤»ýÀÌ °øµ¿ Á¦1ÀúÀÚ·Î Âü¿©ÇßÀ¸¸ç, Çѱ¹Àü·Â°ø»ç Àü·Â¿¬±¸¿ø Áö¿ø(»ç¿Ü°ø¸ð ±âÃÊ¿¬±¸)°ú °úÇбâ¼úÁ¤º¸Åë½ÅºÎ Àç¿øÀ¸·Î °úÇбâ¼ú»ç¾÷ÈÁøÈï¿øÀÇ Áö¿ø(Çп¬Çù·ÂÇ÷§Æû±¸Ãà ½Ã¹ü»ç¾÷)À» ¹Þ¾Æ ¼öÇàµÆ´Ù.
ÀÌ °°Àº ¿¬±¸ ¼º°ú´Â ±¹Á¦ ÇмúÁö ¡ºJournal of Materials Chemistry A¡» 9¿ù 2ÀÏ ÀÚ¿¡ °ÔÀçµÆ´Ù. ³í¹® Á¦¸ñÀº Improved bi-layer electrolytes of solid oxide cells: the role of a Sm0.2Ce0.8O2-¥ä diffusion barrier layer´Ù.
¿µ³²ÃëÀ纻ºÎ Á¶ÃæÇö ±âÀÚ jchyoung@asiae.co.kr <¨ÏÅõÀÚ°¡¸¦ À§ÇÑ °æÁ¦ÄÜÅÙÃ÷ Ç÷§Æû, ¾Æ½Ã¾Æ°æÁ¦ ¹«´ÜÀüÀç ¹èÆ÷±ÝÁö> |