초록 ▼

본 연구에서는 저온 구동형 고성능 박막 프로톤 세라믹 연료전지의 제작공정을 개발하는 것을 목표로, 대표적인 프로톤 세라믹 물질인 BZY, BCY, BZCY의 박막전해질 및 전극 제조 기법의 확보는 물론, 향상된 성능과 안정성을 도모한 연료전지 플랫폼 개발에 대한 연구가 집중적으로 이루어짐. 프리스탠딩형 박막마이크로 프로톤 세라믹 연료전지 및 음극 지지체 기반 박막 프로톤 세라믹 연료전지 제조 공정을 개발하는 데 성공함. 본 연구과제의 수행에 있어서 중심기관인 KIST 및 위탁기관인 한양대학교와의 긴밀한 협조를 바탕으로 전극과 전해질

본 연구에서는 저온 구동형 고성능 박막 프로톤 세라믹 연료전지의 제작공정을 개발하는 것을 목표로, 대표적인 프로톤 세라믹 물질인 BZY, BCY, BZCY의 박막전해질 및 전극 제조 기법의 확보는 물론, 향상된 성능과 안정성을 도모한 연료전지 플랫폼 개발에 대한 연구가 집중적으로 이루어짐. 프리스탠딩형 박막마이크로 프로톤 세라믹 연료전지 및 음극 지지체 기반 박막 프로톤 세라믹 연료전지 제조 공정을 개발하는 데 성공함. 본 연구과제의 수행에 있어서 중심기관인 KIST 및 위탁기관인 한양대학교와의 긴밀한 협조를 바탕으로 전극과 전해질 개발 및 연료전지 성능 평가, 박막 특성 평가 등 전례 없는 우수한 결과들을 배출함. 본 연구의 결과물들은 유수의 학술지에 게재 및 제출되었고, 앞으로의 저온 구동형 고성능 고체산화물 연료전지 분야는 물론 에너지 산업 전반에 큰 기여를 할 것으로 기대됨.

Abstract ▼

Ⅳ. Results and Discussion
● Research on thin film electrolyte and electrode for thin film PCFCs:
Highly dense thin film electrolyte and porous electrodes optimized for thin electrolyte were successfully developed using PLD and ESSD techniques in a thickness range of ~ μm.
● Research on high

Ⅳ. Results and Discussion
● Research on thin film electrolyte and electrode for thin film PCFCs:
Highly dense thin film electrolyte and porous electrodes optimized for thin electrolyte were successfully developed using PLD and ESSD techniques in a thickness range of ~ μm.
● Research on highly performing multi-layered hybrid electrolytes:
Multi-layered hybrid electrolytes based on representative protonic ceramics, BCY, BZY and BCZY, were developed as electrolytes of free-standing micro PCFCs, and a novel electrolyte form with improved electrochemical performance and chemical stability was suggested in this research.
● Research on gradient and multi-layered electrodes of PCFCs:
For the successful fabrication and adoption of thin protonic ceramic electrolytes, novel electrodes with gradient and multi-layered structure were developed in this research. l Research on highly performing electrodes of PCFCs:
A various of novel protonic ceramic electrodes with bi-material gradient, single material gradient pore-, multi-layered thin film-, core-shell structures were developed for performance enhancement.
● Research on fabrication process of chemically stable and highly performing thin film PCFCs:
High performance thin film PCFCs, the main objective in this research, were successfully fabricated with a chemically stable protonic ceramic material through microstructural and electrochemical optimization process.
● Research on material and structural improvement of electrochemical performance and long-term stability of PCFCs:
From the results in the current research, several ways to enhance performance and stability of PCFCs were suggested in relation of fuel cell structures and functional layers.

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 7CONTENTS ... 11목차 ... 12제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 13 제 2 절 연구개발 목표 ... 15 제 3 절 연구개발의 추진전략․방법 ... 16제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 20 제 1 절 관련기술의 국내·외 연구개발 환경변화 ... 20 제 2 절 국내․외 시장 현황 ... 21 제 3 절 국내․외 지식재산권 현황 ... 23제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27 제 1 절 프로톤 세라믹 박막 개발 연구 ... 27 제 2 절 박막 프로톤 세라믹 연료전지 개발 연구 ... 46 제 3 절 경사구조 음극지지체 기반 박막 프로톤 세라믹 연료전지 공정 개발 ... 65제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 79 제 1 절 목표달성도 ... 79 제 2 절 연구결과의 향후 연구계획 ... 81 제 3 절 관련분야에의 기여도 ... 81제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 84 제 1 절 연구개발결과의 활용방안 ... 84 제 2 절 연구개발결과의 기대성과 ... 85 제 3 절 연구개발결과의 기술적·경제적 기대효과 ... 86제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 89제 7 장 참고문헌 ... 91끝페이지 ... 93