[工學] [전기전자實驗] 고분자 전해질 이온전도도 측정
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작성일 20-06-15 21:22
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④ Furnace에 zig를 넣고 측정(測定) 온도를 setting 한다.
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실험결과/기타
1. 實驗(실험) 목적 : 고체 전해질의 저항을 측정(測定) 하여 이온전도도를 계산 할 수 있다
2. 實驗(실험) 준비물
고체 전해질 (Yttrium or scandium) stabilized Zirconia
Electrochemical impedance Analyzer
Furnace (온도 제어)
3. theory(이론)적 배경
⑴ YSZ or ScSZ 에서의 산소 이온 전도
- YSZ 혹은 ScSZ 에서의 이온 전도도는 ZrO2에서 Zr+4 대신 Y+3 혹은 Sc3+로 치환되면서 생기는 음이온 vacancy에 의한 전도도이다. 이온전도도는 저항에 반비례하며, 이온전도도의 단위는 S/cm로써 아래 식으로 나타낼 수 있다
R(Ω) 〓 측정(測定) 된 저항, t(cm) 〓 pellet의 두께, A 〓 전극의 면적
4. 實驗(실험)과정
① 소결한 pellet 의 두께를 잰다. 즉, impurity에 의한 defect의 형성이 주된 이온전도의 mechanism이 된다 온도에 따른 rate의 증가는 Arrhenius equation으로 표현하여 산소이온의 온도에 따른 activation energy를 구할 수 있다
⑵ 산화물 전해질 이온전도도 측정(測定)
- 이온전도도는 연료전지의 전체 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다.
③ 이온전도도 측정(測定) jig에 pellet 을 장착한다. 소결한 pellet을 two point probe 방식으로 측정(測定) 하며, 교류 회로에서의 전류를 가하였을 경우, 나타나는 전압의 차이 값으로부터 전압과 전류의 비인 impedance를 측정(測定) 하여 저항 값을 측정(測定) 한다. 4개의 O2-를 3개의 O2-가 대체되면서 산소 이온 vacancy가 만들어지며 이러한 결함에 의한 mass transport를 위한 path의 형성에 의해 산소이온의 전도가 일어난다.
② pellet의 양 면에 지름 1cm의 원으로 백금 paste 를 바른 후 건조시킨다.
…(투비컨티뉴드 )
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다.
