| 열팽창 보상 전략으로 연료전지의 열기계학적 불안정성 해결 | ||
|
||
  난징공업대학교 고체이온·신에너지기술연구팀은 열팽창 보상 전략을 현식전으로 제안하여 연료전지 음극과 기타 전지 소자의 완전한 열기계학적 호환성을 달성함으로써 고체산화물 연료전지의 상용화를 방해하는 열기계학적 불안정성 문제를 해결했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 “Nature”에 게재되었다. 열기계적 불안정성은 고체산화물 연료전지가 고온에서 작동할 때, 전지의 다양한 소자 사이의 열팽창 거동의 불일치로 인해 큰 내부 변형 구배를 유발한다. 다양한 위치의 응력이 동일하지 않아 전지의 퇴화, 분층 또는 파열을 초래한다. 연료 전지에 가장 많이 사용되는 음극 재료는 산화환원 촉매활성이 우수하고 전도성이 높은 코발트 함유 페로브스카이트 산화물이지만, 코발트 기반 페로브스카이트 음극은 열팽창 계수가 상용 전해질보다 훨씬 커서 열기계학적 비호환성을 초래한다. 산소환원 반응에 부정적인 영향을 주지 않고 코발트 기반 전극의 열팽창 계수를 크게 줄이기 위해 연구팀은 열팽창 보상 전략을 제안했다. 고체상 소결을 통해 높은 전기화학적 활성과 열팽창 계수를 갖는 코발트 기반 페로브스카이트와 음극 열팽창 소재를 결합하고 양자 사이에서 유익한 계면 반응을 유발하여 전해질과 잘 매칭되는 열팽창 성능을 보유한 복합 전극을 형성했다. 연구팀이 개발한 복합전극 재료는 양호한 전기화학적 성능과 뛰어난 열기계학적 안정성을 나타냈다. 600℃에서 복합전극은 양호한 촉매활성을 가지며, 40회 열순환 후에 성능이 8%만 감소되었다. 최적화된 페로브스카이트 화학 조성과 양호한 열기계학적 안정성은 복합 음극의 우수한 전기화학적 성능을 촉진하고, 고체산화물 연료전지의 전극 설계를 위한 새로운 방법을 제공한다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/3/454491.shtm |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB