KR20150138482A - 계면활성제와 초음파 분산을 이용한 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈-이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체 제조방법 - Google Patents

계면활성제와 초음파 분산을 이용한 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈-이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계면활성제와 초음파 분산을 이용하여 고체산화물 연료전지 연료극 제조용의 니켈/이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 증류수에 0.5 ~ 1um 크기의 구형 니켈과 양이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 응집되어 있는 니켈 입자를 분산시키고, 니켈 표면에 양이온 계면활성제를 코팅하는 단계; 증류수에 50~100nm크기의 졸 상태 이트리아 안정화 지르코니아와 음이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 이트리아 안정화 지르코니아를 분산시키고, 이트리아 안정화 지르코니아 표면에 음이온 계면활성제를 코팅하는 단계; 상기 양이온 계면활성제가 코팅된 니켈과 음이온 계면활성제가 코팅된 이트리아 안정화 지르코니아를 pH 7 ~ 8 범위의 용매에서 교반하여 두 입자의 표면 전하차이에 의하여 니켈을 코어(core)로 하고, 이트리아 안정화 지르코니아를 셀(shell)로하는 코어-셀 복합체를 제조하는 단계; 및 상기 코어-셀 복합체 분말을 막대형 펠릿으로 제작한 후 고온 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법이 제공된다. 상기 코어-셀 복합체를 고체산화물 연료전지 연료극으로 사용하면 코어와 셀의 성분이 고르게 분포되고 결정립이 나노구조를 이루어 미세구조가 치밀하게 되면서 전기전도도 특성이 향상 된다.

Description

계면활성제와 초음파 분산을 이용한 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈-이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체 제조방법{Method of preparing Ni/YSZ core-shell structures by using surfactant and ultrasonication}
본 발명은 계면활성제와 초음파 분산을 이용하여 고체산화물 연료전지 연료극 제조용 니켈/이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 나노입자들의 분산력을 크게하고자 초음파 분산기를 사용하여 니켈과 이트리아 안정화 지르코니아를 균일하게 분산시키고, 서로 다른 계면활성제를 사용하여 니켈(Ni)에는 양의 표면전하를, 이트리아 안정화 지르코니아에는 음의 표면전하를 코팅함으로써 이들을 교반시 표면전하 차이로 인한 코어-셀 복합체를 제조하는 기술에 관한 것이다.
최근 화석원료가 점차 고갈됨에 따라, 새로운 에너지원에 대한 요구가 커지고 있다. 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환시키는 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)는 에너지 변환효율이 높고, 자체적인 내부 개질에 의해 다양한 연료의 사용이 가능하며, 가스터빈과의 하이브리드를 통하여 효율을 더욱 향상시킬 수 있어 차세대 에너지원으로 주목 받고 있다.
고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell)는 산화물 전해질의 높은 산소이온 전도성을 이용하고 양극을 직렬로 연결한 구조로서 전자의 이동을 이용하기 위해서는 수소와 산소의 공간적 분리가 필요하며, 수소와 산소의 화학적 결합에 의해 전자가 생성되고 이 전자를 다른 극으로 이동하게 유도함으로써 생성되는 전류를 이용하는 전지이다. 고체산화물 연료전지는 다른 연료전지에 비하여 고온(700~1000℃)에서 운전되며, 이는 높은 에너지 효율을 갖는다. 연료전지의 연료로는 수소, 메탄올, 에탄올과 천연가스 등을 사용할 수 있으며, 화석연료는 추가적인 가스화 공정을 거쳐서 연료로서 사용할 수 있다. 여기에 산소나 공기를 산화제로서 같이 사용하게 된다.
일반적으로, 고체산화물 연료전지는, 공기극, 고체 전해질 및 연료극이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있으며, 각 계면의 저항을 줄이고 활성을 더하기 위해 층과 층 사이에 기능층을 넣기도 한다. 현재 통상적으로 사용되는 고체산화물 연료전지의 연료극으로는 니켈 또는 산화니켈과 이트리아를 첨가하여 안정화시킨 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ, Yttria-stabilized zirconia)가 이용된다. 니켈은 고온 환원분위기에서 우수한 전자전도체로 전자의 이동통로의 역할을 하며, 이트리아 안정화 지르코니아는 미세구조를 유지하는 골격과 니켈입자의 조대화를 방지하고 열팽창계수가 다른 구성소재와 비슷해지도록 조절하며, 산소 이온길(path)을 형성하여 우수한 이온전도체로서 역할을 한다.
종래 대한민국 공개특허 제2005-0004996호 "고체산화물 연료전지용 고강도 음극 지지체 제조방법"에는 '고온 연료전지용 고강도 음극지지체의 제조방법에 있어서, 몰비로 10%의 이트리아로 안정화된 지르코니아가 45∼65vol% 첨가되며, 니켈옥사이드 분말 35∼55vol%가 첨가된 혼합분말에 30∼45vol%의 기공형성제로써 활성탄 혹은 카본블랙의 탄소분말이 첨가되는 단계와, 성형보조제로써 1∼15wt%의 결합제, 1∼5wt%의 분산제, 1∼10wt%의 가소제, 1∼3wt%의 이형제와 함께 가압성형, 압출성형, 혹은 태잎 성형하여 평판형 또는 원통형으로 성형하는 단계와, 성형보조제를 제거한 후 가열에 의해 소결하는 단계를 포함하는 구성으로 이루어지는 고체산화물 연료전지용 고강도 음극 지지체 제조방법'이 개시되어 있다.
니켈 또는 산화니켈과 이트리아 안정화 지르코니아(8mol% Y2O3, 92mol% ZrO2)의 혼합물은 건식이나 습식방법으로 간단하게 혼합 할 수 있으나, 각 분말 사이의 큰 비중차이로 인하여 기계적 혼합 시 불균일한 입자 분포구조를 가지게 된다. 또한 나노크기를 가질 때 인력이 서로 상이하므로 동일한 분산 조건에서 두 분말이 동시에 분산되지 못하고 분말들의 응집이 일어나게 된다. 특히, 불균일한 입자 분포는 소결 후 연료극의 미세구조 불균일을 초래하여 결정립의 크기가 커지고 기공의 분포가 균일하지 못해 삼상계면의 반응점이 줄어들게 된다.
이러한 연료극을 구성하는 원료의 미세구조의 기하학적 형상, 크기, 응집도 등에 의한 결정립과 기공 분포의 불균일은 전기전도도, 연료투과도, 니켈의 조대화, 삼상계면 활성도 등에 악영향을 주어 단전지의 내구성 및 출력 특성을 저하시키게 된다. 연료극에서의 열 싸이클과 장기운전 그리고 산화, 환원 반응은 니켈의 조대화와 니켈, 안정화 지르코니아 및 기공으로 이루어진 삼상계면의 반응면적을 감소시키기 때문에 전기화학적 활성도가 감소한다. 결국 단전지의 출력을 저하시키는 등의 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 본 발명자들은 하이드라진 환원침전법으로 합성한 나노 크기의 구형의 니켈 금속 분말과 안정화 지르코니아 분말 그리고 계면활성제를 함께 넣어서 초음파 분산기에 넣어 코어-셀을 제조하고자 하였다.
본 발명은 니켈과 이트리아 안정화 지르코니아가 균일하게 분포하면서 치밀한 미세구조를 가져 고체산화물 연료전지용 연료극의 전기화학적 반응 및 장기성능이 향상 되도록 하는 니켈/이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조되는 니켈/이트리아 안정화 지르코니아 코어-셀 복합체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 (A) 증류수에 0.5um~1um 크기의 구형 니켈과 양이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 응집되어 있는 니켈 입자를 분산시키고, 니켈 표면에 양이온 계면활성제를 코팅하는 단계;
(B) 증류수에 50~100nm크기의 졸 상태 이트리아 안정화 지르코니아와 음이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 이트리아 안정화 지르코니아를 분산시키고, 이트리아 안정화 지르코니아 표면에 음이온 계면활성제를 코팅하는 단계;
(C) 상기 양이온 계면활성제가 코팅된 니켈과 음이온 계면활성제가 코팅된 이트리아 안정화 지르코니아를 pH 7 ~ 8 범위의 용매에서 교반하여 두 입자의 표면 전하차이에 의하여 니켈을 코어(core)로 하고, 이트리아 안정화 지르코니아를 셀(shell)로하는 코어-셀 복합체를 제조하는 단계; 및
(D) 상기 코어-셀 복합체 분말을 막대형 펠릿으로 제작한 후 고온 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법이 제공된다.
상기 양이온 계면활성제로는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 양을 가지는 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드(Cetyltrimethyl ammonium bromide, CTAB)가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 음이온 계면활성제로는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 양을 가지는 소디움 도데실 설페이트(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 (A), (B) 단계의 초음파 분산은 1~5초 펄스(pulse)와 1~5초 공백(space)을 갖고 10~30분 사이에서 실시하는 것이 바람직하다.
상기 나노구형 니켈은 출발물질로서 염화니켈(Nickel chloride, NiCl2ㆍ6H2O)을 사용하고, 환원제로서 하이드라진 수화물(N2H4ㆍH2O)을 사용하며, 침전제로서 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 제조되는 것으로서, 1 : 2~10 : 2~10의 몰비로 반응시켜 제조되는 것이 바람직하다.
상기 졸(sol) 상태의 이트리아 안정화 지르코니아는 수산화지르코늄(Zr(OH)4)과 질산이트륨(Y(NO3)3)을 출발물질로 하여 용매열 합성법(Solvothermal method)에 의하여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 (D)단계에서 고온 소결은 H2 5%, Ar 95% 기체를 사용하여 1400℃까지 분당 5℃ 승온하고 2 시간동안 열처리 유지하여 이루어진다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기의 제조방법에 의하여 제조되는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체가 제공된다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체는 SOFC 연료극으로 사용하는 경우 균일한 입자배열과 고른 분포로 인하여 니켈 입자들의 입자 연결도가 향상되고 삼상계면의 확장, 미세구조 개선, 소결성 향상, 강도 향상 등의 장점을 갖게 되어 음극의 성능 저하가 감소되고, 단전지의 출력과 장기 안정성 향상을 가져오며, 단일상으로 거동하기 때문에 슬러리 분산이 용이하여 테입 캐스팅 및 스크린 프린팅과 같은 공정에 활용되기 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 계면활성제의 특성과 초음파 분산을 이용하여 니켈/안정화 지르코니아(YSZ)가 코어-셀(core-shell)구조를 형성하는 원리를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 계면활성제를 이용하여 만든 니켈/안정화 지르코니아(YSZ) 코어-셀 복합체의 주사전자현미경(SEM) 사진도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 계면활성제와 초음파 분산을 이용하여 만든 니켈/안정화 지르코니아(YSZ)의 코어-셀 복합체로 막대형 펠릿으로 성형하여 환원소결한 소결체를 제조하여 4단자 탐침법으로 전기전도도를 측정한 그래프 이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, (A) 증류수에 0.5um ~ 1um 크기의 구형 니켈과 양이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 응집되어 있는 니켈 입자를 분산시키고, 니켈 표면에 양이온 계면활성제를 코팅하는 단계; (B) 증류수에 50~100nm크기의 졸 상태 이트리아 안정화 지르코니아와 음이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 이트리아 안정화 지르코니아를 분산시키고, 이트리아 안정화 지르코니아 표면에 음이온 계면활성제를 코팅하는 단계; (C) 상기 양이온 계면활성제가 코팅된 니켈과 음이온 계면활성제가 코팅된 이트리아 안정화 지르코니아를 pH 7~8 범위의 용매에서 교반하여 두 입자의 표면 전하차이에 의하여 니켈을 코어(core)로 하고, 이트리아 안정화 지르코니아를 셀(shell)로하는 코어-셀 복합체를 제조하는 단계; 및 (D) 상기 코어-셀 복합체 분말을 막대형 펠릿으로 제작한 후 고온 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법이 제공된다.
상기 구형 니켈은 하이드라진 환원 침전법에 의하여 제조될 수 있다. 일예를 구체적으로 나타내면, 먼저, 염화니켈(NiCl2)을 출발물질로 하여 용탕에 증류수와 함께 넣어준다. 혼합물의 초기 온도와 pH를 조절해주고 하이드라진(N2H4)을 일정한 속도로 넣어준다. 그리고 수산화나트륨(NaOH)을 넣어서 니켈을 침전 시키도록 한다. 이 때 반응에 참여하는 출발물질인 염화니켈(Nickel chloride, NiCl2ㆍ6H2O), 환원제로서의 하이드라진 수화물(N2H4ㆍH2O) 및 침전제로서의 수산화나트륨(NaOH)은 1 : 2~10 : 2~10의 몰비로 반응시키는 것이 바람직하다. 이것을 탈 이온수를 이용하여 여러 번 수세하여 건조한다.
이와 같이 제조된 니켈에 양이온 계면활성제와 증류수를 혼합하여 초음파 분산을 실시한다. 이때 양이온 계면활성제는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 몰이어야 한다. 바람직하게는 상기 양이온 계면활성제는 0.3 ~ 0.8mM의 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드(Cetyltrimethyl ammonium bromide, CTAB)가 사용될 수 있다. 이와 같은 과정에서 니켈 표면이 양이온 계면활성제로 코팅되어 (+) 표면전하를 가지게 된다.
상기 졸(sol) 상태의 이트리아 안정화 지르코니아는 용매열 합성법에 의하여 제조될 수 있다. 수산화지르코늄(Zr(OH)4), 질산이트륨Y(NO3)3ㆍ6H2O, 증류수를 혼합한 후 용탕에 넣어 용매열 합성법(Hydrothermal)에 의하여 합성된 졸 상태의 이트리아 안정화 지르코니아를 만든다. 여기에 음이온 계면활성제와 혼합하여 초음파 분산을 실시한다. 음이온 계면활성제는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 몰이어야 한다. 바람직하게는 상기 음이온 계면활성제로는 0.3 ~ 0.8mM의 소디움 도데실 설페이트(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)가 사용될 수 있다. 이를 통해 이트리아 안정화 지르코니아에 음이온 계면활성제가 코팅되어 (-) 표면전하를 갖는 이트리아 안정화 지르코니아가 제조된다.
이와 같이 본 발명에서는 나노크기의 입자들의 응집력을 줄여주고 분산력을 크게 하고자 초음파 분산을 이용하였고, 여기에 서로 다른 표면전하를 코팅하고자 전하가 다른 계면활성제를 사용함에 특징이 있다.
상기 양이온 계면활성제가 흡착된 니켈과 음이온 계면활성제가 흡착된 이트리아 안정화 지르코니아를 교반기를 이용하여 교반한다. 이때 상기 교반은 물질의 표면전하 차이를 크게하기 위하여 pH 7의 용매를 사용하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 여기서 양의 표면전하를 갖는 니켈과 음의 표면전하를 갖는 이트리아 안정화 지르코니아는 표면 전하 차이로 인하여 흡착이 되어진다. 일정시간 교반 후 건조하면 니켈이 코어에 위치하고 이트리아 안정화 지르코니아가 셀에 위치한 코어-셀 복합체가 제조된다.
이와 같이 제조된 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체를 사용하여 연료극을 제조하는 경우 코어와 셀의 성분이 고르게 분포되고 결정립이 나노구조를 이루어 미세구조가 치밀하게 되면서 전기전도도 특성이 향상 되었다.
[실시예]
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: (+) 표면전하를 갖는 니켈의 제조
본 발명에서는 나노 구형의 니켈입자들의 응집현상을 줄이고 양이온 계면활성제가 니켈 입자 표면에 고르게 코팅되도록 초음파 분산기를 사용하였다. NiCl2를 출발 물질로 하여 5 mole의 하이드라진 환원제와 8 mole의 수산화나트륨 침전제로 제조한 구형의 니켈 분말과, 0.8mM의 양이온 계면활성제(Cetyltrimethyl ammonium bromide)를 증류수에 넣고 혼합하였다. 이를 초음파 분산기를 이용하여 1~5초 펄스, 1~5초 공백을 주면서 20분 작동 시켰다. 그리고 이를 교반기에서 120분 정도 교반하여 주었다.
제조예 2: (-) 표면전하를 갖는 이트리아 안정화 지르코니아 제조
본 발명에서는 나노 크기의 졸 상태의 이트리아 안정화 지르코니아 입자들에 음이온 계면활성제가 입자 표면에 고르게 코팅되도록 초음파 분산기를 사용하였다. 수산화지르코늄 92 mole%와 질산이트륨 8 mole%를 출발물질로 하여 용매열 합성법을 이용하여 졸 상태의 이트리아 안정화 지르코니아를 합성하였다. 합성한 졸 상태의 이트리아 안정화 지르코니아와 0.4mM 음이온 계면활성제(Sodium Dodecyl Sulfate)를 증류수에 넣고 혼합하였다. 이를 초음파 분산기에 넣고 1~5초 펄스, 1~5초 공백을 주면서 20분 작동 시켰다. 그리고 이를 교반기에서 120분 정도 교반하여 주었다.
실시예 1 : Ni-YSZ 코어-셀 복합체 분말의 제조
양이온 계면활성제가 흡착된 니켈과 음이온 계면활성제가 흡착된 이트리아 안정화 지르코니아를 증류수 용매에 혼합시킨다. 이때 용매는 두 입자의 표면전하차이가 가장 큰 pH 7 범위의 용매를 사용하였다. 혼합한 두 입자가 코어-셀을 이루도록 상온에서 120분 정도 교반하였다. 교반 후 입자들을 회수하여 열풍 건조기에서 24시간 건조시켜 니켈과 안정화 지르코니아가 코어-셀 구조를 갖는 복합체를 합성하였다.
실시예 2 : Ni-YSZ 코어-셀 복합체 분말의 소결
상기 실시예 1에서 제조한 Ni-YSZ 코어-셀 복합체를 막대 형태의 몰드를 이용하여 고압 일축성형기로 막대형 펠릿을 제조한 후 환원 소결하였다. 환원소결 조건으로는 H2 5%, Ar 95% 기체를 사용하여 1400도까지 분당 5℃ 승온하고 2시간동안 열처리 유지를 하였다.
비교예 1 : Ni-YSZ 혼합분말 시편의 제조
상기 실시예 1에서 제조한 Ni-YSZ 코어-셀 복합체와 전기전도도 성능을 비교하고자 코어-셀 구조가 아닌 기계적으로 혼합된 Ni-YSZ 혼합분말로 시편을 제조하였다. 크기가 1um 정도의 상용 니켈 과 100nm 크기를 갖는 상용 이트리아 안정화 지르코니아를 6:4 비율로 하여 볼밀 혼합을 하였다. 이를 막대 형태의 몰드를 이용하여 고압 일축성형기로 막대형 펠릿을 제조한 후 환원 소결하였다. 환원소결 조건으로는 H2 5%, Ar 95% 기체를 사용하여 1400도까지 분당 5℃ 승온하고 2시간동안 열처리 유지를 하였다.
시험예 1 : 복합체의 코어-셀 구조 형성 확인
상기 실시예에 의해 제조된 니켈과 안정화 지르코니아의 코어-셀 구조를 갖는 복합체가 코어-셀 구조를 잘 형성하였는지 확인하기 위하여 주사전자현미경(SEM)으로 분석을 실시하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 확인되는 바와 같이 니켈 주위를 이트리아 안정화 지르코니아가 흡착되어 감싸는 코어-셀 구조를 형성함을 알 수 있었다.
시험예 2 : 복합체의 코어-셀 구조 형성 확인
상기 실시예에 의해 제조된 니켈과 안정화 지르코니아의 복합체의 코어-셀 구조 형성이 소결 후에 전기전도도에 미치는 영향을 확인하고자 막대형 펠릿으로 성형 후 환원소결한 시편을 4 단자 탐침법을 이용하여 전기전도도를 측정하였고 그결과를 도 3에 나타내었다. 결과적으로 상기 실시예에 따라 제조된 코어-셀 복합체를 사용하여 제조된 시편은, 상기 비교예 1에 따라 일반 기계적으로 혼합된 혼합시편에 비하여 전기전도도가 향상됨을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. (A) 증류수에 0.5 ~ 1um 크기의 구형 니켈과 양이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 응집되어 있는 니켈 입자를 분산시키고, 니켈 표면에 양이온 계면활성제를 코팅하는 단계;
    (B) 증류수에 50~100nm크기의 졸 상태 이트리아 안정화 지르코니아와 음이온 계면활성제를 함께 혼합하여 초음파 분산시켜 이트리아 안정화 지르코니아를 분산시키고, 이트리아 안정화 지르코니아 표면에 음이온 계면활성제를 코팅하는 단계;
    (C) 상기 양이온 계면활성제가 코팅된 니켈과 음이온 계면활성제가 코팅된 이트리아 안정화 지르코니아를 pH 7 ~ 8 범위의 용매에서 교반하여 두 입자의 표면 전하차이에 의하여 니켈을 코어(core)로 하고, 이트리아 안정화 지르코니아를 셀(shell)로하는 코어-셀 복합체를 제조하는 단계; 및
    (D) 상기 코어-셀 복합체 분말을 막대형 펠릿으로 제작한 후 고온 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양이온 계면활성제는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 양의 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드(Cetyltrimethyl ammonium bromide, CTAB)인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음이온 계면활성제는 임계미셀농도(CMC)를 넘지 않는 양의 소디움 도데실 설페이트(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (A), (B) 단계의 초음파 분산은 1~5초 펄스(pulse) 와 1~5초 공백(space)을 갖고 10~30분 사이에서 실시하는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 나노구형 니켈은 출발물질인 염화니켈(Nickel chloride, NiCl2ㆍ6H2O), 환원제로서의 하이드라진 수화물(N2H4ㆍH2O) 및 침전제로서의 수산화나트륨(NaOH)을 1 : 2~10 : 2~10의 몰비로 반응시켜 제조되는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 졸 상태 이트리아 안정화 지르코니아는 수산화지르코늄(Zr(OH)4)과 질산이트륨(Y(NO3)3)을 출발물질로 하여 용매열합성법(Solvothermal method)에 의하여 제조되는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고온 소결은 H2 5%, Ar 95% 기체를 사용하여 1400℃로 분당 5℃ 승온하고 2시간동안 열처리 유지하는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 의하여 제조되는 고체산화물 연료전지 연료극용 니켈/안정화 지르코니아 코어-셀 복합체.








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