계산과학 기반 양성자 전도성 세라믹 연료전지 공기극 설계에 대한 최신 연구동향

• 영문명: Recent advances in atomic-scale simulations for the design of air electrode materials in protonic ceramic fuel cells (PCFCs)
• 발행기관: 한국세라믹학회
• 저자명: 최수진(Sujin Choi) 이성재(Seongjae Lee) 김경학(Kyeounghak Kim)
• 간행물 정보: 『세라미스트』제27권 제4호, 448~463쪽, 전체 16쪽
• 주제분류: 공학 > 화학공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.12.31

국문 초록

This review article introduces the recent advances in atomic-scale simulations for the design of perovskite-type air electrode materials in protonic ceramic fuel cells (PCFCs). Since the key mechanisms of surface and bulk reactions in PCFCs occur at the atomic scale, atomic-scale simulations have been widely applied for the design of electrode materials in PCFCs. In particular, density functional theory (DFT) is the most common method for investigating these phenomena. Based on both theoretical and experimental results, we found that DFT-calculated hydration and oxygen vacancy formation energies are the key factors in examining the activity of air electrode materials in PCFCs. In addition, those factors can be tuned by not only the change of B-O bond lengths but also the composition of electrode materials. This paper also briefly covers the recently highlighted composite and mixed types of air electrode materials.

목차

1. 서론

2. 페로브스카이트 산화물 구조 및 특성

3. 페로브스카이트 산화물에서 프로톤 전도를 위한 결함 형성 메커니즘 및 영향분석

4. 프로톤 전도 메커니즘 및 소재 특성에 따른 전도 특성분석

5. PCFC 공기극 표면에서의 산소환원반응(ORR) 메커니즘

6. 프로톤 전도 특화 소재(TCO, 복합 소재)의 특성 분석

7. 결론

ACKNOWLEDGEMENTS

REFERENCES

키워드

Density functional theory Perovskite Protonic ceramic fuel cel