Langasite 구조 기반 새로운 화합물의 합성, 결정구조 및 산소이온 전도에 관한 연구
- 주제(키워드) SOFC , X-ray diffraction , ionic conductivity , solid electrolyte
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김승주
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000027341
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Langasite 구조 기반 새로운 화합물의 합성, 결정구조 및 산소이온 전도도에 관한 연구 La3Ga5GeO14는 langasite 구조 기반의 화합물이다. 본 연구에서는 새로운 산소 이온 전도체로서 La3Ga5+xGe1-xO14+x/2(x = 0 ~ 0.5) 을 합성 및 결정구조를 규명하고 산소 이온 전도도를 측정하였다. 고상법을 이용하여 La3Ga5+xGe1-xO14+x/2(x = 0 ~ 0.5) 화합물들을 합성한 후 시료를 방사광 X선 회절 측정하였다. Fullprof 프로그램을 이용하여 분말 X선 회절 분석법으로 결정구조를 규명하였고 분석 결과, La3Ga5+xGe1-xO14+x/2(x = 0 ~ 0.5)는 삼방정계 구조에 속하며 공간군은 P321 규명하였다. La3Ga5+xGe1-xO14+x/2(x = 0 ~ 0.5) 화합물은 공간군은 다르나 melilite(황장석)과 유사한 구조를 이루고 있다. La1원자는 8개의 산소와 뒤틀린 톰슨 큐브(twisted thomson cube)로 십면체를 이루고 있고 Ga1 원자가 팔면체 결합을 하고 있고 Ga2/Ge 원자와 Ga3원자가 각각 산소와 사면체 형성하고 있다. 이 화합물들은 melilite와 유사하게 GaO4와 Ga0.5Ge0.5O4 사면체들이 층을 이루고 있으며 층 사이에 팔면체인 GaO6이 층의 연결 다리 역할을 하며 melilite와 달리 3차원으로 산소가 이동할 수 있어 melilite보다 좋은 산소 이온전도도가 기대되어 다양한 온도에서 각 화합물의 이온 전도도를 측정하였다. La3Ga5-xGe1+xO14+x/2(x=0~0.5)¬ 화합물의 산소 이온 전도도를 900℃(±5)에서 측정한 결과 각 조성에 따라 3.31×10-5S/cm(x = 0), 3.48×10-4S/cm(x = 0.1), 1.00×10-3S/cm(x = 0.2), 2.59×10-3S/cm(x = 0.3), 2.13×10-3S/cm(x = 0.4), 2.67×10-3S/cm(x = 0.5)을 나타내며 활성화 에너지 또한 각 조성에 따라 0.97 eV(x = 0), 1.00 eV(x = 0.1), 1.01 eV(x = 0.2), 1.09 eV(x = 0.3), 1.12 eV (x = 0.4), 1.17 eV(x = 0.5) 값을 가진다.
more목차
1. 서론 １
1.1 연료전지 연구 동향 １
1.2 Langasite구조 기반 화합물 ６
2. 실험방법 1 1
2.1 La3Ga5-xGe1+xO14+x/2¬(x = 0 ~ 0.5) 합성 1 1
2.2 분말 X선 회절 분석 1 1
2.3 이온전도도 측정 1 2
3. 결과 및 고찰 1 3
3.1 결정 구조 분석 1 3
3.2 이온 전도 특성 3 8
4. 결론 5 5
5. 참고문헌 5 6
