초록 ▼

○ 물리적-화학적 정합성 최적화를 통한 멀티스케일 박막 SOFC 저온작동 임계성능 획득
- 멀티스케일 박막 SOFC의 연료극 구조 나노구조화로 인한 물리적 규모의 정합성 최적화가 저온작동성능에 미치는 영향 규명
- 저온 고성능 전해질인 프로톤 전도성 세라믹 소재 박막화 및 연료극과의 소재, 구조 정합성 최적화를 통한 성능 향상
- 다양한 소재에서 계면 정합성을 확보하여 멀티스케일 아키텍쳐 박막 SOFC 성능 0.5W/cm² 이상 @ 500℃ 재현성 확보

○ 멀티스케일 박막 SOFC의

○ 물리적-화학적 정합성 최적화를 통한 멀티스케일 박막 SOFC 저온작동 임계성능 획득
- 멀티스케일 박막 SOFC의 연료극 구조 나노구조화로 인한 물리적 규모의 정합성 최적화가 저온작동성능에 미치는 영향 규명
- 저온 고성능 전해질인 프로톤 전도성 세라믹 소재 박막화 및 연료극과의 소재, 구조 정합성 최적화를 통한 성능 향상
- 다양한 소재에서 계면 정합성을 확보하여 멀티스케일 아키텍쳐 박막 SOFC 성능 0.5W/cm² 이상 @ 500℃ 재현성 확보

○ 멀티스케일 박막 SOFC의 저온작동 임계성능과 장기 신뢰성 동시 확보
- 세리아계 연료극 기저상과 작동온도에서 응집을 억제할 수 있는 미세구조 변형 공기극을 적용한 멀티스케일 박막 SOFC에서 1 cm by 1 cm 이상 면적에서 250mW/cm² 이상 @ 450℃ 출력성능 구현, 100시간 동안 90% 이상 성능 유지 동시 만족 (간헐적 측정)
- 세리아계 연료극 기저상과 샌드위치 전해질 구조를 변형한 멀티스케일 박막 SOFC에서 1 cm by 1 cm 이상 면적에서 250 mW/cm² 이상 @ 450℃ 출력성능 구현, 100시간 동안 90% 이상 성능 유지 동시 만족 (constant load 측정)

(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

Purpose & Contents
○ Achieve critical performance and prolonged stability of low-temperature operating solid oxide fuel cell by employing multiscale hybrid architecturing.
- Cell performance 250 mW/cm² @ 450 ℃
- Less than 10 % degradation/100 hrs operation
- Satisfy above tar

Purpose & Contents
○ Achieve critical performance and prolonged stability of low-temperature operating solid oxide fuel cell by employing multiscale hybrid architecturing.
- Cell performance 250 mW/cm² @ 450 ℃
- Less than 10 % degradation/100 hrs operation
- Satisfy above targets simultaneously

Results
○ Achieve critical performance of multiscale-architectured TF-SOFC at low temperature by optimizing physical and chemical compatibility
- Elucidated the role of the physical scale compatibility between the anode and the electrolyte for low-temperature performance.
- Enhanced protonic ceramic fuel cell performance by optimizing the anode materials and structure compatibility with the thin film electrolyte.
- Achieved higher than 0.5W/cm² @ 500℃ with various electrolyte materials by interface compatibility optimization.

○ Achieve critical performance and prolonged stability of low-temperature operating solid oxide fuel cell at the same time
- Employed Ni-GDC nanostructure anode and denser LSC cathode in multiscale-architectured TF-SOFC and achieved higher than 250mW/cm² @ 450℃ with degradation less than 90%/100hrs, over 1cm2 cathode area, simultaneously (intermittent measurement).
- Employed Ni-GDC nanostructure anode and sandwich electrolyte in multiscale-architectured TF-SOFC and achieved higher than 250mW/cm² @ 450℃ with degradation less than 90%/100hrs, over 1cm2 cathode area, simultaneously (constant load measurement).

Expected Contribution
○ Expect to contribute to energy/environment, nano/micro fabrication technology development.
○ By developing original and core technology of thin-film and nano-technology base multiscale hybrid architecturing, we can secure the key technology for the future generation energy technology.
○ Invention of cost-effective large area thin film SOFCs and watt-scale low temperature SOFC assemblies.

(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 12
• 제1절 물리적-화학적 정합성 최적화를 통한 멀티스케일 박막 SOFC 저온 작동 임계성능 획득 ... 12
• 제2절 멀티스케일 박막 SOFC의 저온작동 임계성능과 장기 신뢰성 동시확보 ... 18
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 22
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 24
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 25
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 25
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 25
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행실적 ... 25
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 26
• 제11장. 기타 사항 ... 27
• 제12장. 참고 문헌 ... 28
• 끝페이지 ... 29