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³ª³ëÅ©±â Áö´ÉÇü Ã˸ŷΠ¿¬·áÀüÁö ¼º´É 2¹è Çâ»ó

ÀÎõ´ë ¸íÀçÇÏ ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀ,  Â÷¼¼´ë °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁö °³¹ß

Â÷¼¼´ë ¿¬·áÀüÁö, ÀÌÂ÷ÀüÁö, ¼öÀüÇØÀüÁö¿¡ Àû¿ë °¡´ÉÇÑ ½Å¼ÒÀç

 

¿¬±¸¿øµé ¸íÀçÇÏ ±³¼ö, ±è¿äÇÑ ¹Ú»ç°úÁ¤»ý, Á¤Çö±Ç ¹Ú»ç°úÁ¤»ý, ¿øº¸¶÷ ¹Ú»ç°úÁ¤»ý

»êÈ­¹° Ç¥¸é¿¡ ³ª³ëÀÔÀÚ°¡ °í¸£°Ô Çü¼ºµÇ´Â ¿ëÃâÇö»óÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© ³ª³ëÃ˸Ÿ¦ °³¹ßÇÏ°í ÀÖ´Ù. ±âÁ¸¿¡´Â ºñ½Ñ °øÁ¤ Àåºñ¸¦ »ç¿ëÇϰųª ¿©·¯ ´Ü°èÀÇ Á¦ÀÛ°øÁ¤À» °ÅÃÄ ³ª³ëÈ­/Àü±ØÈ­ÇÒ ¼ö¹Û¿¡ ¾ø¾ú´Ù.

±¹³» ¿¬±¸ÁøÀÌ ¿ëÃâ Á¦¾î±â¼úÀ» Àû¿ëÇÑ´Ù¸é, ±âÁ¸ÀÇ ¿¬·áÀüÁö ºÐ¾ß»Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó, ¹èÅ͸®, ¼¾¼­, °³Áú Ã˸Šµî ´Ù¾çÇÑ ºÐ¾ß¿¡ ´ë·®»ý»êÀ» ÇÒ ¼ö Àִ Çõ½Å±â¼úÀ̶ó ÆÇ´ÜÇÏ¿© ÁýÁß ¿¬±¸¸¦ ½ÃÀÛÇÏ¿© ÇöÁ¸ ¿¬·áÀüÁö Áß °¡Àå È¿À²ÀÌ ³ôÀº °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁöÀÇ ¼º´ÉÀ» 2¹è ÀÌ»ó ³ôÀΠÂ÷¼¼´ë ¿¬·áÀüÁö¸¦ °³¹ßÇß´Ù.

ÀÎõ´ëÇб³ ¸íÀçÇÏ ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀÌ ±Ý¼Ó ³ª³ëÃ˸Å* ±â¼úÀ» È°¿ëÇÏ¿© Â÷¼¼´ë °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁö**¸¦ °³¹ßÇß´Ù°í ¹àÇû´Ù.

* ³ª³ëÃ˸Š: È­ÇйÝÀÀÀ» µ½´Â ³ª³ë¹ÌÅÍ Å©±âÀÇ Ã˸Å. Ã˸Ŵ ÀÛÀ»¼ö·Ï È¿À²ÀÌ Å©Áö¸¸ ³ª³ëÀÔÀڴ »õ·Î¿î ¼ºÁúÀ» ³ªÅ¸³»´Â Æ¯¼ºÀÌ À־ ¸¸µå´Â ¹æ¹ý ¹× Å©±â Á¶Àý, ÀÀ¿ë µîÀÇ ¿¬±¸°¡ È°¹ßÇÏ°Ô ÀÌ·ç¾îÁö°í ÀÖ´Ù.

** ¿¬·áÀüÁö : ¼ö¼Ò¿Í »ê¼Ò°¡ »êÈ­·È¯¿ø¹ÝÀÀÇϴ °úÁ¤¿¡¼­ Àü·Â°ú ¿­À» »ý»êÇϴ ¹ßÀü±âÀÌÀÚ ¹èÅ͸®. °íü»êÈ­¹°¿¬·áÀüÁö(SOFC)´Â ÇöÁ¸ ¿¬·áÀüÁö Áß¿¡¼­ È¿À²ÀÌ °¡Àå ³ô´Ù.

¿¬·áÀüÁö´Â Åº¼ÒÁ߸³ ½Ã´ë¿¡ ÁÖ¸ñ¹Þ´Â ¿¡³ÊÁö¿øÀ¸·Î Æ¯È÷ ¿¬·áÀüÁöÀÇ È¿À²À» ±Ø´ëÈ­Çϱâ À§ÇØ Ã˸Š¹ÝÀÀ¼ºÀ» ³ôÀ̴ ³ª³ëÀÔÀÚ¿¡ ´ëÇÑ ¿¬±¸°¡ È°¹ßÇÏ´Ù.

ƯÈ÷ ¿ëÃâ* ³ª³ëÀÔÀÚÀÇ Å©±â¿Í ¼ö, Çü»óÀ» Á¦¾îÇϴ °Ô ÇÙ½ÉÀ¸·Î ³ª³ëÀÔÀÚ ¼ºÀåÀ» Á¤·®ÀûÀ¸·Î ¿¹ÃøÇÏ°í Á¦¾îÇϴ ±â¼úÀÌ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ±âÁ¸ ¿¬±¸µéÀº ¿ëÃâ ³ª³ëÀÔÀÚÀÇ ÀÌ·± ¼ºÀå ¸ÞÄ¿´ÏÁòÀ» ¹àÈ÷±â À§ÇØ ¼ºÀåÀ» Á¦ÇÑÇϴ ¿äÀο¡ ´ëÇØ ºÐ¼®ÇÏ¿´Áö¸¸, Á÷Á¢ÀûÀΠÁõ°Å¸¦ Á¦½ÃÇÏÁö ¸øÇß´Ù.

* ¿ëÃâ(Exsolution) : °í¿ÂÀǠȯ¿øºÐÀ§±â¿¡¼­ »êÈ­¹°ÀÇ »óºÐ¸®¸¦ Á¦¾îÇÏ¿© ±Ý¼Ó ³ª³ëÀÔÀÚ¸¦ »êÈ­¹° Ç¥¸é À§¿¡ °í¸£°Ô ¼ºÀå½ÃÅ°´Â ±â¼ú

¸íÀçÇÏ ±³¼öÆÀÀº ³ª³ë Å©±âÀÇ ±Ý¼Ó ÀÔÀÚ¸¦ »êÈ­¹° Ç¥¸é À§¿¡ °í¸£°Ô ¿ëÃâ½ÃÅ°´Â Áö´ÉÇü Ã˸Ÿ¦ °³¹ßÇß´Ù. Æ¯È÷ ÀÌ Ã˸Ŵ ÀÚ°¡¼ºÀå ±â¼úÀ» È°¿ëÇÔÀ¸·Î½á ¼Ò·®ÀÇ ±Ý¼Ó »ç¿ëÀ¸·Îµµ ±ÕÀÏÇÏ°Ô ¼ºÀåÇÏ¿© ¹ÝÀÀÈ°¼º ¸éÀûÀ» ±Ø´ëÈ­ÇÏ°í, Ã˸ŠƯÀ¯ÀÇ ¼ÒÄÏ(Socket) ±¸Á¶*´Â ³ôÀº ¿Âµµ¿¡¼­µµ ¶Ù¾î³­ ³»±¸¼ºÀ» ³ªÅ¸³½´Ù.

¶ÇÇÑ ¿ëÃâ ¼ÒÀçÀÇ ³»ºÎ±¸Á¶¸¦ ºÐ¼®ÇÏ¿© ³ª³ëÀÔÀÚÀÇ ¼ºÀåÀ» Á¦ÇÑÇϴ ¿äÀÎÀ» ¹àÈ÷°í, Ã˸Š¼ºÀåÀ» Á¤·«ÀûÀ¸·Î Á¦¾îÇÒ ¼ö Àִ ¸ðµ¨À» °³¹ßÇß´Ù.

* ¼ÒÄÏ ±¸Á¶ : Æ¯Á¤ ¹æ½ÄÀ¸·Î ¸¸µé¾îÁø ³ª³ëÀÔÀÚµéÀº ÁöÁöü Ç¥¸é¿¡ ¹ÚÇôÀÖ´Â(socketed) Çü»óÀ» ¶ç°í ÀÖ´Ù.

 

¿ëÃâÀÔÀÚÀÇ ¼ºÀåÁ¦ÇÑ ¿äÀΠºÐ¼®

¿¬±¸ÆÀÀº Á¦½ÃÇÑ ¸ðµ¨°ú ½ÇÇè°á°ú¸¦ ¹ÙÅÁÀ¸·Î ÃÖÀûÀÇ ¿¬·áÀüÁö Àü±Ø ¼ÒÀ縦 °³¹ßÇÏ¿´°í, °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁö¿¡ Àû¿ëÇß´Ù. ¿¬±¸ÆÀÀÌ ÀÚü Á¦ÀÛÇÑ ¿¬·áÀüÁö´Â ºñÃ˸Š¿¬·áÀüÁö ´ëºñ 2¹è ÀÌ»ó ³ôÀº ÃÖ´ëÃâ·Â¹Ðµµ¸¦ ³ªÅ¸³ÂÀ¸¸ç 200½Ã°£ ÀÌ»ó Àå±â³»±¸¼º Æò°¡¿¡¼­ ¶Ñ·ÇÇÑ ¿­È­ ¾øÀÌ ¾ÈÁ¤ÀûÀΠ¼º´ÉÀ» À¯ÁöÇß´Ù. ¶ÇÇÑ, Àü±âÈ­ÇÐÀû ½ºÀ§Äª ±â¹ýÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© ³ª³ëÀÔÀÚ ¼ºÀåÀ» ±Ø´ëÈ­ÇÏ°í ´À¸° ÀÌ¿ÂÈ®»ê*¿¡ ÀÇÇÑ ¼ºÀå Á¦ÇÑÀ» ±Øº¹Çß´Ù.

* ÀÌ¿ÂÈ®»ê : Çö󽺸¶°¡ ¾Æ´Ñ ³·Àº ¹Ðµµ¿Í ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áø ÀÌ¿ÂÀÌ ºÒ±ÕÀÏÇÏ°Ô Á¸ÀçÇÒ ¶§, ÆòÇü »óŸ¦ ÀÌ·ç±â À§ÇØ ÀÌ¿ÂÀÌ È®»êµÇ´Â Çö»ó.

¸íÀçÇÏ ±³¼ö´Â “ÇØ´ç ±â¼úÀº ³ª³ëÃ˸ÅÀÇ ¼º´É°ú ¾ÈÁ¤¼ºÀ» µ¿½Ã¿¡ È®º¸ÇÒ ¼ö À־¬·áÀüÁö»Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ¹°À» ÀÌ¿ëÇÏ¿© ¼ö¼Ò¸¦ »ý»êÇϴ ¼öÀüÇØÀüÁö, Â÷¼¼´ëÀÌÂ÷ÀüÁö, °³ÁúÃ˸Šµî°ú °°Àº ´Ù¾çÇÑ ¿¡³ÊÁö º¯È¯±â¼ú¿¡µµ Àû¿ëÀÌ °¡´ÉÇÒ °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.”°í ¹àÇû´Ù.

°úÇбâ¼úÁ¤º¸Åë½ÅºÎ¿Í Çѱ¹¿¬±¸Àç´ÜÀÌ ÃßÁøÇϴ ±âÃÊ¿¬±¸»ç¾÷(¿ì¼ö½ÅÁø¿¬±¸)ÀÇ Áö¿øÀ¸·Î ¼öÇàµÈ À̹ø ¿¬±¸ÀÇ ¼º°ú´Â Àç·á ºÐ¾ß ±¹Á¦ÇмúÁö ‘¾îµå¹ê½ºµå ¸ÓƼ¸®¾óÁî(Advanced Materials)’¿¡ 1¿ù 24ÀÏ °ÔÀçµÇ¾ú´Ù.

³í¹®¸íÀº Exsolution Modeling and Control to Improve the Catalytic Activity of Nanostructured ElectrodesÀ̸ç ÀúÀڴ ¸íÀçÇÏ ±³¼ö(±³½ÅÀúÀÚ/ÀÎõ´ëÇб³), ±è¿äÇÑ ¹Ú»ç°úÁ¤»ý(Á¦1ÀúÀÚ/ÀÎõ´ëÇб³), Á¤Çö±Ç ¹Ú»ç °úÁ¤»ý(°øÀúÀÚ/ÀÎõ´ëÇб³), ¿øº¸¶÷ ¹Ú»ç°úÁ¤»ý(°øÀúÀÚ/ÀÎõ´ëÇб³) µîÀÌ´Ù.

 

¿ëÃ⠸𵨸µ ±â¹Ý Â÷¼¼´ë ¿¬·áÀüÁö Ã˸ÅÁ¦¾î ±â¼ú¿¬±¸ ¿¬±¸³»¿ë ¸ð½Äµµ

¡à¿¬±¸°³¿ä

1. ¿¬±¸ÀÇ Çʿ伺

¡Û ¿ëÃâ(Exsolution)Àº °í¿ÂÀǠȯ¿øºÐÀ§±â¿¡¼­ »êÈ­¹°ÀÇ »óºÐ¸®¸¦ Á¦¾îÇÏ¿© ±Ý¼Ó ³ª³ëÀÔÀÚ¸¦ »êÈ­¹° Ç¥¸é À§¿¡ °í¸£°Ô ¼ºÀå½ÃÅ°´Â ±â¼úÀÔ´Ï´Ù. ¿ëÃâÀ» ±¸ÇöÇϱâ À§Çؼ­´Â »êÈ­¹° ¼ÒÀçÀÇ ÇÕ¼º°úÁ¤ È¤Àº ¿­Ã³¸® °úÁ¤¿¡¼­ ¼ºÀå½ÃÅ°°íÀÚ Çϴ ±Ý¼ÓÀ» »êÈ­¹° °ÝÀÚ ³»¿¡ µµÇÎÇؾߠÇÕ´Ï´Ù. Ã˸Š±Ý¼ÓÀÌ µµÇεȠ»êÈ­¹°Àº °í¿ÂÀǠȯ¿ø ºÐÀ§±â¿¡ ³ëÃâ½ÃÅ°¸é, Ã˸Š±Ý¼ÓÀÌ ¿ì¼± È¯¿øµÇ¾î »êÈ­¹° Ç¥¸é À§¿¡ ¼ºÀåÇÕ´Ï´Ù. ¼ºÀåÇÑ ±Ý¼ÓÀº ³ª³ëÀÔÀÚ ÇüÅ·Π¼ºÀåÇÏ¿© ´Ù¾çÇÑ ¹ÝÀÀÀ» À§ÇÑ Ã˸ŷΠÀÌ¿ëµÇ°í ÀÖ½À´Ï´Ù.

¡Û ±âÁ¸ ¿¬±¸µéÀº ¿ëÃâÀÔÀÚÀÇ ¼ºÀå ¸ÞÄ¿´ÏÁòÀ» ¹àÈ÷±â À§ÇØ º¯Çü(strain), À̿ Ȯ»ê(ion diffusion), Ç¥¸é¹ÝÀÀ(surface reaction), ¹ÝÀÀ¹°(reactant) µîÀÇ ¿äÀο¡ ÀÇÇÑ ¼ºÀåÁ¦ÇÑ ¸ðµ¨¸µÀ» ¼öÇàÇÏ°í ½ÇÇè µ¥ÀÌÅÍ¿Í ºñ±³ÇÔÀ¸·Î½á °£Á¢ÀûÀ¸·Î È®ÀÎÇØ¿Ô½À´Ï´Ù. ±×·¯³ª, ´ëºÎºÐÀÇ ¿¬±¸µéÀº ¿ëÃâÀÔÀÚÀÇ ¼ºÀåÁ¦ÇÑ ¿äÀο¡ ´ëÇÑ Á÷Á¢ÀûÀΠÁõ°Å¸¦ Á¦½ÃÇÏÁö ¸øÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç, ÀÔÀÚ ¼ºÀåÀ» Á¤·®ÀûÀ¸·Î ¿¹ÃøÇÏ°í Á¦¾îÇϴ ±â¼úÀÌ ºÎÁ·ÇÕ´Ï´Ù.

2. ¿¬±¸³»¿ë

¡Û º» ¿¬±¸ÆÀÀº ¼ºÀå Á¦ÇÑ ¿äÀÎÀ» È®ÀÎÇϱâ À§Çؠȯ¿øµÈ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® »êÈ­¹°ÀÇ ³»ºÎ ±¸Á¶¸¦ ºÐ¼®ÇÏ¿´°í, °üÂûµÈ »êÈ­¹°ÀÇ ³»ºÎ ¿ëÃâÀÔÀڴ ǥ¸éº¸´Ù´Â ³»ºÎ¿¡ ¸¹ÀÌ ºÐÆ÷ÇÏ¿´½À´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ºÒ±ÕÀÏÇÑ ºÐÆ÷´Â ±Ý¼Ó ÀÌ¿ÂÀǠȯ¿ø ¼Óµµº¸´Ù È®»ê ¼Óµµ°¡ ´õ ´À¸®´Ù´Â °ÍÀ» º¸¿©ÁÝ´Ï´Ù. Áï, ±Ý¼Ó ÀÌ¿ÂÀÇ È®»êÀÌ ¿ëÃâÀÔÀÚ ¼ºÀåÀÇ À²¼Ó ´Ü°èÀ̸ç, ±Ý¼Ó ÀÌ¿ÂÀÇ È®»ê ¼Óµµ´Â ¿ëÃâ ¼ºÀå ¼Óµµ¿Í °°´Ù°í °¡Á¤ÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù.

¡Û ½ÇÇè °á°ú¸¦ Åä´ë·Î FickÀÇ È®»ê ¹ýÄ¢À» ±â¹ÝÀ¸·Î È®»ê Á¦ÇÑ ¿ëÃâ ¼ºÀåÀ» ¸ðµ¨¸µÇÏ¿´°í, Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® »êÈ­¹° ¼ÒÀçÀÇ µµÇη® ¹× È¯¿ø Á¶°Ç¿¡ µû¸¥ ¿ëÃâ °æÇâÀ» ºÐ¼®ÇÔÀ¸·Î½á È®»ê Á¦ÇÑ ¿ëÃâ Çö»óÀ» ÀçÈ®ÀÎÇÏ¿´½À´Ï´Ù. À̷Р¹× ½ÇÇèÀû °á°ú¸¦ ±â¹ÝÀ¸·Î ÃÖÀûÀÇ ¼ÒÀ縦 ¼±Á¤ÇÏ¿© °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁöÀÇ ¿¬·á±ØÀ¸·Î Àû¿ëÇÏ¿´½À´Ï´Ù. ¶ÇÇÑ, È®»ê Á¦ÇÑÀ» ±Øº¹Çϱâ À§ÇØ 2.15 V¸¦ Àΰ¡Çϴ Àü±âÈ­ÇÐÀû ½ºÀ§Äª ±â¹ýÀ» ÅëÇØ ¿ëÃâ ¼ºÀåÀ» ±Ø´ëÈ­ÇÏ¿´½À´Ï´Ù. ¿ëÃâ Àü±ØÀÌ Àû¿ëµÈ ´ÜÀ§ÀüÁö´Â 900 µµ¾¾¿¡¼­ 1.7 W/cm2ÀÇ ¶Ù¾î³­ ÃÖ´ë Ãâ·Â ¹Ðµµ¿Í 800 µµ¾¾¿¡¼­ 200 ½Ã°£µ¿¾È ¶Ñ·ÇÇÑ ¿­È­ ¾øÀÌ ¾ÈÁ¤ÀûÀΠ¼º´ÉÀ» º¸¿´½À´Ï´Ù.

* Àü±âÈ­ÇÐÀû ½ºÀ§Äª : ¿¬·áÀüÁö¿¡ Open Circuit Voltage (~1.1 V) ÀÌ»óÀÇ Àü¾ÐÀ» Àΰ¡ÇÏ¿© ¿¬·á±Ø¿¡¼­ ³ª³ëÀÔÀÚ°¡ ¼ºÀåÇÒ ¼ö Àִ ȯ¿øºÐÀ§±â·Î Á¦¾îÇϴ ±â¼ú

3. ¿¬±¸¼º°ú/±â´ëÈ¿°ú

¡Û º» ¿¬±¸°á°ú´Â ¿ëÃâ ¼ºÀåÀ» ÀÌÇØÇϱâ À§ÇÑ ÅëÂû·ÂÀ» Á¦°øÇÏ°í ¿ëÃâ ¼ÒÀ縦 ÃÖÀûÈ­Çϱâ À§ÇÑ »õ·Î¿î Àü·«À» °³¹ßÇϴ µ¥¿¡ ÀÌ¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. Æ¯È÷, Á¦½ÃµÈ ¸ðµ¨À» ÀÌ¿ëÇϸ頿ëÃâ ¼ºÀåÀ» Á¤·®ÀûÀ¸·Î ºÐ¼®ÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. À̸¦ ÀÌ¿ëÇϸ頿ëÃâ¼ÒÀçÀÇ ³ª³ëÀÔÀÚ¸¦ Á¤¹ÐÇÏ°Ô Á¦¾îÇÒ ¼ö À־ÂÃãÇü Ã˸Ÿ¦ °³¹ßÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù.

¡Û Â÷¼¼´ë ¿¬·áÀüÁö ºÐ¾ß¿¡¼­ ¿ëÃâ ±â¼úÀ» È°¿ëÇÏ¿© ¾ÈÁ¤ÀûÀÌ°í ³ôÀº ¼º´ÉÀÇ Àü±ØÀ» °³¹ßÇÒ ¼ö Àִ °¡´É¼ºÀ» Á¦½ÃÇÏ°í ÀÖ½À´Ï´Ù. ¶ÇÇÑ ÀÌ ±â¼úÀº °íü»êÈ­¹° ¿¬·áÀüÁö »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ¿­Ã˸Å, ¼¾¼­, ÀÌÂ÷ÀüÁö µî ´Ù¾çÇÑ ºÐ¾ß¿¡¼­ È°¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. À̴ ¿¡³ÊÁö º¯È¯ ¹× Àü·Â°ø±Þ ºÐ¾ß¿¡¼­ Áß¿äÇÑ ÀÀ¿ë °¡´É¼ºÀ» °¡Áö°í ÀÖÀ¸¸ç, ¹Ì·¡ ¿¡³ÊÁö ½Ã½ºÅÛÀÇ ¹ßÀü°ú Áö¼Ó°¡´ÉÇÑ »çȸ ±¸Çö¿¡ ±â¿©ÇÒ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀ¸·Î ±â´ëµË´Ï´Ù.

Çѱ¹¿¬±¸Àç´Ü È«º¸½Ç Á¦°ø 

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