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왼쪽부터 김정현 교수, 박정윤 연구원. |
이번 연구는 국제 저명 학술지인 ‘Ceramics International’에 “Electrical properties of non-stoichiometric SmBa0.5Sr0.48(Co1-xFex)2.05O5+d(x= 0, 0.3, 0.5, 0.7) layered perovskite cathodes for SOFC”라는 논문으로 지난 18일 게재됐다.
연구팀은 철(Fe)의 치환량에 따른 초과 비화학량론 조성(Excess non-stoichiometric chemical composition)의 전기 전도도 특성을 온도, 인가 전류 및 산소 분압 등의 조건에서 정밀하게 실험을 진행했으며, 그 결과 온도 및 산소 분압이 변화하는 조건에서 성능 저하 없이 안정적인 전기 전도도 특성을 유지하는 것을 확인했다.
신소재공학과 김정현 교수는 “본 연구를 통해 Fe 치환이 SOFC 음극의 전기 전도도 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석할 수 있었다”며 “특히 다양한 온도 및 산소 분압 조건에서도 안정적인 성능을 유지한다는 점에서 향후 SOFC 상용화에 기여할 수 있는 중요한 연구 성과라고 생각한다”고 말했다.
또한 “공기와 질소 분위기를 반복적으로 변경하는 실험에서 산소 분압 변화에 따른 가역적인 전도도 변화를 보였으며, 질소 분위기에서 열처리 후에도 300℃ 이상에서 공기 분위기로 복귀하면 전도도가 회복되어 공기극이 안정적인 전기 전도 특성을 갖는 전극 소재임을 입증했다”라고 강조했다.
한편, 해당 연구는 국립한밭대와 고체산화물 연료전지/고체수전해 연료전지 전문 기업인 ㈜에프씨아이, 영국 랭커스터대학교의 공동 연구로 진행됐으며, ‘충청권 분산에너지 대응 에너지기술공유대학사업’과 ‘2024년도 석사과정생연구장려금지원사업’의 지원을 받아 수행됐다.
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