KR20160065277A - 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치 및 전해환원 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치 및 전해환원 방법에 관한 것으로서, 용융염(60)을 포함하는 도가니(10); 상기 용융염(60)에 침지되고, 금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30); 상기 용융염(60)에 침지된 전도성 산화물 세라믹 양극(40); 및 상기 용융염(60)에 침지된 기준 전극(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치를 제공한다.

Description

전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치 및 전해환원 방법{ELECTROLYTIC REDUCTION APPARATUS FOR METAL OXIDE USING CONDUCTIVE OXIDE CERAMIC ANODE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치 및 전해환원 방법에 관한 것이다.

고온 용융염(molten salt)을 이용한 전해환원(electrolytic reduction) 기술은 다양한 금속산화물(TiO₂, Ta₂O₅, UO₂ 등)의 금속 변환 공정에 적용되고 있다. 특히, 원자력 분야에 있어, 전해환원 공정은 사용후 핵연료의 재활용 공정인 파이로프로세싱(pyroprocessing)에 필수적인 기술로서 경수로에서 사용한 산화물 연료를 소듐냉각고속로에서 사용할 수 있는 금속 연료 형태로 치환해주는 역할을 한다.

현재 파이로프로세싱에서 개발하고 있는 산화물 핵연료 전해환원 공정은 소량의 Li₂O가 첨가된 LiCl 용융염, 산화물 핵연료 입자가 담겨져 있는 금속 음극 바스킷, 그리고 Pt 양극을 이용하여 진행된다. 용융염 내에서 Li₂O는 Li⁺와 O^{2 -}의 이온 형태로 존재하게 되는데, 양 전극 사이에 전기적 신호를 인가하게 되면 음극에서는 Li⁺ 이온이 전자를 얻으면서 금속 Li로 환원되고 양극에서는 O^{2 -} 이온이 전자를 방출하며 산소(O₂) 기체를 생성한다.

이 때, 음극에서 생성된 금속 Li가 바스킷에 담겨진 산화물 핵연료를(주로 UO₂) 금속 형태로 환원시킴과 동시에 Li₂O를 생성시켜 양 전극에서 전기화학 반응에 의해 소모된 Li₂O를 다시 보충해준다(MO_x + 2xLi = xLi₂O + M). 따라서, Li₂O 농도는 반응 진행 중에 일정하게 유지되며 전기화학 반응이 안정적으로 진행될 수 있다. 산화물 핵연료의 전해환원 공정을 통해 얻어진 금속 환원체는 후속 공정을 통해 회수되어 금속 연료 형태로 가공된다.

고온 융융염을 이용한 전해환원 공정은 염(salt)을 액체 상태로 유지해야 하기 때문에 염의 녹는점 이상의 고온으로 반응기를 유지해야 한다. 앞서 언급한 LiCl-Li₂O 용융염의 경우 650 ℃ 가량의 온도를 필요로 한다. 앞서 기술한 바와 같이 양극에서는 산소(O₂) 기체가 발생하게 되는데, 공정시 용융염의 온도가 매우 높기 때문에 양극 주위에서는 강한 산화 분위기가 형성된다.

따라서, 양극 소재는 고온의 산소 분위기에서 견딜 수 있고 전기전도도가 우수한 소재를 사용해야 하며, 현재 널리 사용되는 소재는 Pt이다. 노블메탈(noble metal)인 Pt는 전기전도도가 높으며 고온에서도 산소 기체와 단독으로는 반응하지 않아 공정 중에 비교적 안정적으로 유지될 수 있다. 하지만 Pt는 소재의 단가가 매우 높아 전체적인 공정단가를 크게 상승시키며, 공정 조건에 따라 Li₂PtO₃와 같은 복합산화물을 형성시키거나 양극 용출 반응이 일어나는 문제점이 있으며, 이에 따라 Pt를 대체할 수 있는 새로운 양극 소재에 대한 필요성이 높아지고 있다.

대한민국 공개특허공보(A) 공개번호 특2002-0091046

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고온 용융염을 이용한 금속산화물 전해환원 공정에 있어, 기존의 Pt를 대신해 적용할 수 있는 새로운 양극 소재로서 전도성 산화물 세라믹 소재를 제시하는 것이다.

즉, 본 발명을 이용하여 전도성 산화물 세라믹 양극을 사용한 경우에도 전기화학 반응을 이용하여 금속산화물을 금속 형태로 효과적으로 환원시킬 수 있음을 보이고 향후 전해환원 공정 적용 가능성을 확인하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 양태는, 용융염(60)을 포함하는 도가니(10); 상기 용융염(60)에 침지되고, 금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30); 상기 용융염(60)에 침지된 전도성 산화물 세라믹 양극(40); 및 상기 용융염(60)에 침지된 기준 전극(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 양태는, 도가니(10)에 용융염(60)을 충진하는 단계(S10); 금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S30); 전도성 산화물 세라믹 양극(40)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S40); 및 기준 전극(50)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법을 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고온 용융염을 이용한 금속산화물 전해환원 공정에 있어 단가가 매우 높은 Pt 양극을 상대적으로 가격이 저렴한 전도성 산화물 세라믹 양극 소재로 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 이는 기타 금속산화물 환원 공정에 비교해서 전해환원 공정의 가격 경쟁력을 크게 강화시킬 수 있음을 의미한다.

특히, 본 발명에 의한 전도성 산화물 세라믹 양극이 사용후 핵연료 재활용 공정인 파이로프로세싱에 적용되게 되면 경수로 사용후 핵연료를 금속 형태로 변환시켜 소듐고속냉각로에서 재활용할 수 있으며, 이는 핵연료 건전성 및 핵비확산성 확보에 매우 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법을 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 셀 전압 변화에 따른 음극 전위 및 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치의 음극에서 형성된 Li 금속을 보여주는 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 양극 전위에 따른 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 공정 중 셀 전압 변화에 따른 음극 전위 및 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 반응 전과 후의 UO2를 보여주는 사진.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 반응 전과 후의 La_0.33Sr_0.67MnO₃를 보여주는 사진.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치 및 전해환원 방법의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치는 도가니(10), 플랜지(20), 음극 바스킷(30), 전도성 산화물 세라믹 양극(40), 양극 쉬라우드(41), 및 기준 전극(50)을 포함한다. 이하 상술한 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.

도가니(10)는 액체 상태의 용융염(60)을 수용하며, 음극 바스킷(30), 전도성 산화물 세라믹 양극(40), 및 기준 전극(50)은 용융염(60)에 침지된다. 도가니(10)의 소재로는 SUS와 같은 금속 혹은 산화마그네슘(MgO) 등과 같은 세라믹을 이용할 수 있다. 용융염(60)은 소량의 Li₂O가 첨가된 LiCl 용융염을 이용할 수 있다.

플랜지(20)는 도가니(10)의 상부에 설치되고, 다수의 관통홀과 단열판을 갖는다. 상기 관통홀을 통해 음극 바스킷(30), 전도성 산화물 세라믹 양극(40), 양극 쉬라우드(41), 및 기준 전극(50)이 도가니(10)의 용융염(60)에 침지된다.

음극 바스킷(30)은 전해환원의 대상이 되는 금속 산화물(35)이 충진된 상태로 용융염(60)에 침지된다. 금속 산화물(35)로서는 파이로프로세싱에서 이용하는 UO₂를 적용할 수 있으나, 본 발명은 UO₂ 단일 산화물에 국한되지 않고 Ta₂O₅, TiO₂, U₃O₈ 등 다양한 금속산화물에도 적용이 가능하다. 또한, 음극 바스킷(30)은 금속 산화물(35) 및 용융염(60)이 접촉하여 금속 산화물(35)로부터 용해된 물질이 외부로 빠져나갈 수 있도록, 메쉬(mesh) 또는 다공성 금속막으로 이루어질 수 있다.

전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 도가니(10)의 용융염(60)에 침지된다. 이 때, 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 양극 쉬라우드(41)로 둘러싸여 상호 결합된다. 전도성 산화물 세라믹 양극(40)으로서 란타늄(La), 스트론튬(Sr), 망간(Mn)을 포함하는 산화물을 이용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 La_xSr_yMnO₃의 화학식(0 < x < 1이고, y = 1 - x)을 갖는 산화물일 수 있다.

양극 쉬라우드(41)는 도가니(10) 상부에서 기체 주입관(42), 및 기체 배출관(43)을 구비한다. 기체 주입관(42)으로는 비활성 기체, 바람직하게는 아르곤(Ar) 기체를 공급하는데, 기체 주입관(42)이 기체 배출관(43)에 비하여 양압을 유지하도록 하여, 산소이온이 산화되어 양극(40)에서 발생하는 기체(예를 들어 산소 기체)가 기체 주입관(42)을 통하여 공급되는 기체(예를 들어, 아르곤 기체)와 함께 기체 배출관(43)을 통하여 도가니(10) 외부로 배출되게 한다. 상술한 구성에 의해, 양극 쉬라우드(41)는 양극(40)에서 발생한 고온의 기체(예를 들어, 산소 기체)를 제거함으로써 도가니(10)가 공격되는 것을 방지할 수 있다.

기준 전극(50)은 도가니(10)의 용용윰(60)에 침지된다. 기준 전극(50)은 환원 전극(음극 및 양극)의 전위 측정을 위한 전극을 의미한다. 기준 전극(50)에 대한 설명은 한국 특허 출원번호 제10-2009-0105955호에 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법은 용융염의 충진 단계(S10), 공통 양이온을 가지는 산화물의 침지 단계(S20), 음극 바스킷의 침지 단계(S30), 전도성 산화물 세라믹 양극의 침지 단계(S40), 기준 전극의 침지 단계(S50), 및 전압 인가 단계(S60)를 포함한다. 이하에서 상술한 각 단계에 대해서 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

우선, 도가니(10)에 고체 상태의 용융염을 충진한 후 외부 히터(미도시)로 도가니(10)를 가열하여 용융염(60)을 준비한다(S10). 본 발명의 실시예에서 이용되는 LiCl염은 강전해질로서 650℃ 이상 가열하면 용융염(60)이 형성된다.

다음, 용용염(60) 양이온과 공통 양이온을 가지는 산화물을 용융염(60)에 침지시킨다(S20). 본 발명의 실시예에서, LiCl염과 Li⁺를 공통이온으로 갖는 산화리튬(LiO₂)이 용융염(60)에 첨가된다. 산화리튬의 첨가량은 650℃의 염화리튬 용융염에서의 산화리튬 용해도인 8.7 wt.% 보다 적은 양을 투입하는 것이 바람직하다.

다음, 금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30)을 용융염(60)에 침지시킨다(S30). 본 발명의 실시예에서, UO₂가 들어있는 금속 바스킷을 음극 바스킷(30)으로 이용한다. 또한, 음극 바스킷(30)의 재질로는 SUS 재질을 이용한다.

다음, 전도성 산화물 세라믹 양극(40)을 양극 쉬라우드(41)과 결합시킨 뒤 용융염(60)에 침지시킨다(S40). 본 발명의 실시예에서, 전기전도도가 0.1-0.2 ohm/cm 정도로 우수한 La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃를 전도성 산화물 세라믹 양극(40)으로 이용한다.

다음, 기준 전극(50)을 용융염(60)에 침지시킨다(S50). 본 발명의 실시예에서, 기준 전극(50)으로서 Li-Pb를 이용한다.

마지막으로, 음극 및 양극 전극(30, 40)에 전압을 인가하여 전해환원 공정을 개시한다(S60). 이 때, 음극 바스킷(30)에는 용융염 양이온의 환원 전위보다 음의 전압을 인가한다(S60A). 또한, 전도성 산화물 세라믹 양극(40)에는 용융염 음이온의 산화 전위보다 음이고 산소이온의 산화 전위보다는 양의 전압을 인가한다(S60B). 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 셀 전압 변화에 따른 음극 전위 및 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치의 음극에서 형성된 Li 금속을 보여주는 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 SUS 로드 음극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 양극 전위에 따른 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프이다. 여기서, 음극은 전도성 산화물 세라믹 양극의 전기화학적 특성을 측정하여 미리 파악하기 위해 UO₂가 침지된 음극 바스킷이 아닌 SUS 로드를 사용하였다.

도 3을 참조하여 음극 바스킷(30)에 용융염 양이온의 환원 전위보다 음의 전압을 인가하는 단계(S60A, 도 2)에 대해서 설명하면 다음과 같다. 즉, 셀 전압이 3.0 V이상에서 음극 전위가 Li 생성 전위인 -0.6 V 이하로 내려가서 -0.7 V가 된다. 동시에 셀 전류가 0.2 A에서 1.1 A로 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 개회로(open circuit) 상태에서 음극 전위가 Li의 산화환원 반응값(Li-Pb 기준 전극 대비 약 -0.56 V)을 유지하며, 도 4에서 알 수 있듯이 SUS 재질을 이용한 음극 바스킷(30)에서 Li가 형성됨을 관찰할 수 있다.

도 5를 참조하여 전도성 산화물 세라믹 양극(40)에 용융염 음이온의 산화 전위보다 음이고 산소이온의 산화 전위보다는 양의 전압을 인가하는(S60B) 단계를 설명한다. 즉, Li-Pb 기준전극 대비 양극 전위가 2.2 V 이상일 때 산소 이온(O^{2 -})이 산소 기체(O₂)로 산화되는 반응이 일어나면서 전류가 크게 증가함을 알 수 있다. 도 3을 참조하면, 음극 전극과 양극 전극 사이에 형성되는 셀 전압이 3.0 V에서 음극 전위가 기준전극 대비 약 -0.7 V이므로, 양극 전위는 2.3 V가 되고 이 때 Li가 형성되기 시작한다. 따라서, 셀 전류의 증가는 Li₂O의 전기 분해에 의한 것임을 확인할 수 있다.

도 3 및 도 5에서 설명한 바와 같은 화학반응을 화학양론비(stoichiometric ratio)에 따라 설명하면 다음과 같다. 즉, 양극에서는 2O^{2 -} -> O₂(g) + 4e^-, 음극에서는 4Li⁺ + 4e^- -> 4Li가 된다. 이를 통해, 양극에서는 산소 기체가 발생하고 음극에서는 리튬 금속이 형성된 후 UO₂와의 화학반응, 즉 4Li + UO₂ -> 2Li₂O + U을 통해 U가 생성된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 공정 중 셀 전압 변화에 따른 음극 전위 및 셀 전류의 측정값을 보여주는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 반응 전과 후의 UO2를 보여주는 사진이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 산화물 세라믹 양극과 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치에서 전해환원 반응 전과 후의 La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃를 보여주는 사진이다. 여기서, 전도성 산화물 세라믹 양극의 전해환원 능력을 평가하기 위하여 음극은 UO₂가 충진된 음극 바스킷을 사용하였다.

도 6에서 알 수 있듯이, 전극 양단에 3.25 V를 인가하였을 때 반응 시간에 관계없이 비교적 일정한 셀 전류값을 얻을 수 있었다. 이를 통해 La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃를 이용한 본 발명의 실시예에서 UO₂의 전해환원 공정이 안정적으로 진행되고 있음을 알 수 있다.

도 7을 참조하면, 전해환원 반응 전의 UO₂는 갈색을 띄고 있는데 반해(도 7(a)), La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃를 양극으로 사용한 UO₂ 환원체는 은빛을 띄고 있는 것을 확인할 수 있으며(도 7(b)), 이는 UO₂가 전해환원 반응을 통해 U로 성공적으로 변환되었음을 보여준다.

도 9을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 이용되는 La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃는 전해환원 전(도 9(a))과 후(도 9(b))에 있어 표면에 약간의 불순물 흡착 이외에는 형태에서 큰 변화가 없는 것을 알 수 있다. 이는 전해환원 공정시 La_{0 .33}Sr_{0 .67}MnO₃가 안정적으로 유지될 수 있음을 보여주는 것이다. 따라서, 고온 용융염을 사용하는 전해환원 공정에 있어, 전도성 산화물 세라믹 소재는 Pt를 대체할 수 있는 양극 소재로서의 적용 가능성이 높다고 평가할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 도가니 20: 플랜지
30: 음극 바스킷 35: 금속 산화물
40: 전도성 세라믹 양극 41: 양극 쉬라우드
50: 기준전극 60: 용융염

Claims (11)

1. 용융염(60)을 포함하는 도가니(10);
   상기 용융염(60)에 침지되고, 금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30);
   상기 용융염(60)에 침지된 전도성 산화물 세라믹 양극(40); 및
   상기 용융염(60)에 침지된 기준 전극(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 산소가 발생하는 전극으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 란타늄(La), 스트론튬(Sr), 망간(Mn)을 포함하는 산화물인 것을 특징으로 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 La_xSr_yMnO₃이고,
   0 < x < 1이고, y = 1 - x 인 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치.
5. 제4항에 있어서,
   x = 0.33이고, y = 0.67인 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 장치.
6. 도가니(10)에 용융염(60)을 충진하는 단계(S10);
   금속 산화물(35)이 충진된 음극 바스킷(30)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S30);
   전도성 산화물 세라믹 양극(40)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S40); 및
   기준 전극(50)을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 란타늄(La), 스트론튬(Sr), 망간(Mn)을 포함하는 산화물인 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)은 La_xSr_yMnO₃이고,
   0 < x < 1이고, y = 1 - x 인 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.
9. 제8항에 있어서,
   x = 0.33이고, y = 0.67인 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 용융염 양이온과 공통 양이온을 가지는 산화물을 상기 용융염(60)에 침지시키는 단계(S20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 음극 바스킷(30)에는 용융염 양이온의 환원 전위보다 음의 전압을 인가하는 단계(S60A); 및
    상기 전도성 산화물 세라믹 양극(40)에는 용융염 음이온의 산화 전위보다 음이고 산소이온의 산화 전위보다는 양의 전압을 인가하는 단계(S60B)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 산화물 세라믹 양극을 이용하는 금속산화물의 전해환원 방법.

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