| 초록 |
산소분리용 Ion Transport Membrane (ITM)은 고온에서 양단에 산소분압차를 발생시키면 높은 산소분압에서 낮은 산소분압 방향으로 산소만 이온형태로 투과되고 반대방향으로 전자의 이동에 의해 국부적인 전하의 중성이 유지되는 혼합 이온-전자 전도성의 membrane으로써 전기전도도의 증가에 따라 산소투과도 또한 증가하며, 90~95%이상의 산소 선택도를 가지는 장점이 있지만 상대적으로 낮은 산소투과도가 문제시 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 perovskite계 재료를 사용하여 산소선택성과 산소투과성, 열적•화학적 안정성이 모두 우수한 산소분리용 ITM 소재를 개발하고자 하였다. 사용한 재료는 LaMnO3로부터 전기전도도를 향상시키기 위하여 La-site를 Sr로 부분 치환 시키고, Mn-site를 Co, Fe, Ni로 부분 치환시켜서 합성한 (La1-xSrx)(Mn0.85Co0.05Fe0.05Ni0.05)O3 (LSMCFN)이다. LSMCFN powder는 ethylene glycol과 citric acid를 이용한 Pechini method로 제조하였고, 이때 Sr의 첨가량(x)을 0부터 0.4까지 변화시키고 150℃에서 8시간동안 건조시킨 후 900℃에서 2시간동안 하소, 1100℃에서 2시간동안 소결하였다. 소결된 powder는 20Φ, 1mm의 disk로 고압 성형하였다. LSMCFN의 결정상을 평가하기 위하여 X-Ray Diffraction (XRD)를 측정하였고, 미세구조를 평가하기 위해 Scanning Electron Microscope (SEM)을 측정하였으며, 온도변화에 따라 발생하는 열적변화를 평가하기 위하여 Differential Thermal Analysis (DTA)를 측정하였다. 산소분리용 ITM의 특성을 평가하기 위해 전기전도도와 Gas Chromatography (GC)를 측정하였다.
|
