| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 봄 (05/14 ~ 05/14, 강릉대학교) |
| 권호 | 10권 1호 |
| 발표분야 | 기타 |
| 제목 | 상온 고상 반응법에 의한 고온 수전해 전극용 modified Ni/YSZ cermet 제조 기술 개발 |
| 초록 | 1. 서론 고온에서의 수소제조는 물분해에 필요한 에너지의 약1/3을 열에너지로 대체하고 빠른 전극반응을 이용하여 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있어 중요성이 점차 증대되고 있다. 현재까지 고온 수전해 전극 재료로는 Nickel을 포함한 복합재료 Ni/YSZ cermet이 주로 사용되고 있으며 NiO/YSZ를 먼저 제조한 후에 이를 환원시키는 방법으로 제조해왔다1-3). 본 연구에서는 기존의 제조 공정과는 다르게 에탄올 첨가에 의한 wet milling공정과 더 높은 에너지의 dry milling공정을 이용하여 미세한 Ni/YSZ입자를 제조하였고, Ni과 YSZ를 직접 혼합함으로써 Cermet제조 공정 중 환원 공정을 줄이면서, 우수한 음극 성능의 전극을 제조하고 미세 구조 관찰을 실시하였다. 2. 실험 방법 본 실험은 크게 두 개의 공정으로 이루어져 있다. 첫 번째 공정은 ball milling을 통한 기계적 합금화 공정으로 Wet 및 Dry milling 후 합금화 분말의 미세구조를 관찰하기 위하여 XRD, SEM 분석을 실시하였다. 두 번째 공정은 원료분말을 성형하기 위한 소결 공정으로 IP, Hot-press 와 SPS 소결 후 원료분말과의 미세구조 특성을 비교•분석하고 소결체의 상의 변화를 관찰하였다. 3. 실험 결과 건식법으로 합금화한 경우에는 입자의 크기가 원료분말보다 커지는 것이 관찰되었고 이는 응집(aggregation)과 미세화를 반복하는 밀링주기에 있어서 밀링시간이 응집 단계에서 있었던 것으로 사료되며, 습식법의 경우에는 건식법에 비해 입자의 크기가 미세화 되는 것이 관찰되었는데 이는 에탄올 첨가가 입자의 응집을 방해하는 것으로 사료된다. 입자의 크기는 건식법이 대략 750 nm에서 가장 큰 분포를 나타내는 것이 관찰되었고, 습식법은 대략 223 nm에서 큰 분포를 나타내고 또한 50 nm정도에서 미량 분포하는 것이 관찰되었다. SEM으로 관찰결과 입자 크기는 건식법이 평균 700 nm였고, 습식법이 평균 250 nm였다. 이는 앞서 분석한 PSA의 결과와도 일치하며 또한 NiO 입자에 YSZ 입자들이 고르게 분산되어 있는 것이 관찰되었다. Hot press의 경우 온도 500 C, 압력 100-200 kgf/cm2, 시간 10-20 min의 조건에서 우수한 성형성을 보였다. 또한 IP 및 SPS 공정에 대하여 관찰하였으며 각 공정이 미세구조 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 4. 참고문헌 1. 홍현선, 추수태, 윤용승, 한국수소 및 신에너지 학회, 14(4), 335-347, (2003) 2. N. Q. Minh, J. Am. Ceram. Soc., 76(3), 563-588 (1993) 3. H. Moon, J-H. Lee and H-W. Lee, J. Kor. Ceram. Soc., 38(2), 137-142 (2001) |
| 저자 | 박근만, 채의석, 홍현선, 추수태, 윤용승 |
| 소속 | 고등기술(연) |
| 키워드 | 고온 수전해; 수소제조; Ni/YSZ Cermet; 볼밀링 |
