연료극 계면층 설계를 통한 중저온 구동 연료 유연 고체산화물 연료전지 연구 = Designing the Interfacial Layer between the Electrolyte and Fuel Electrode for Solid Oxide Fuel Cells Operating at Intermediate Temperatures with Fuel Flexibility

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 혼합전도특성 전해질을 사용하는 고체산화물 연료전지의 연료극과 전해질 사이 계면 조성에 따른 구조적, 화학적 특성과 전기화학적 성능 사이의 상관관계를 파악한다. 계면층의 전해질 물질 함량이 증가할수록 개회로전압과 최대전력밀도가 선형적으로 증가함을 보였다. 가장 높은 성능을 보인 샘플에서는 H2 환경에서 ~ 7% 높은 개회로전압 0.873 V과 ~ 72% 높은 최대전력밀도 1.38 W/cm2, CH4-CO2 환경에서 ~ 8% 높은 개회로전압 0.800 V과 ~ 210% 높은 최대전력밀도 0.92 W/cm2를 600°C에서 보인다. 본 연구 결과는 다양한 연료조건에서 높은 성능 및 개회로전압을 달성할 수 있는 연료극 구조를 제시한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates the correlation between structural/chemical properties and electrochemical performance according to the composition of the interface between the anode and the electrolyte in solid oxide fuel cells (SOFCs) based on mixed ion conducting material. The linear increase in the open-circuit voltage (OCV) and maximum power density (MPD) are observed as the content of the electrolyte material at the interface layer increases. The modified sample with highest performance exhibits ~ 7% higher OCV of 0.873 V and ~ 72% higher MPD of 1.38 W/cm2 at 600°C with hydrogen and ~ 8% higher OCV of 0.800 V and ~ 210% higher MPD of 0.92 W/cm2 at 600°C with methane and carbon dioxide. This result substantiates the anode structure for high performance and OCV SOFC operating with fuel flexibility.