- Nb-doped BCFN 세라믹 막의 제조 및 산소투과 특성
- ㆍ 저자명
- 김종표,손수환,박정훈,이용택,Kim. Jong-Pyo,Son. Sou-Hwan,Park. Jung-Hoon,Lee. Yong-Taek
- ㆍ 간행물명
- 멤브레인
- ㆍ 권/호정보
- 2011년|21권 1호|pp.55-61 (7 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국막학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
고상반응법을 이용하여 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{delta}}$ (BCFN) 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,200^{circ}C$에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{delta}}$ 분리막의 XRD 분석결과 단일상의 페롭스카이트 구조를 보였다. 밀봉재료로 glass ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였으며, 산소투과 분석 결과 온도와 산소분압($Po_2$)이 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, $Po_2$ = 0.63 atm의 경우 $950^{circ}C$에서 $2.3mL/min{cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. 또한, 이산화탄소 300 ppm이 포함된 혼합공기를 사용할 경우 모사공기($Po_2$ = 0.21 atm)를 사용한 경우에 비해 산소투과량이 최대 2.9%만 감소하였다. 이는 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{delta}}$ 분리막이 다른 분리막에 비해 이산화탄소에 대해 안정하다는 것을 의미한다.
$BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{delta}}$ oxide was synthesized by solid state reaction method. Dense ceramic membrane was prepared using as-prepared powder by pressing and sintering at $1,200^{circ}C$. XRD result of membrane showed single perovskite structure. Leakage and oxygen permeation test were conducted on the membrane sealed by glass ring as a sealing material. The oxygen permeation flux increased with increasing temperature and pressure difference and maximum oxygen permeation flux was $2.3mL/min{cdot}cm^2$ at $950^{circ}C$ with $Po_2$ = 0.63 atm of oxygen partial pressure. The oxygen permeation in the condition of air with $CO_2$ (300 ppm) as feed stream decreased as much as only maximum 2.9% in comparison with air feed stream. It indicated $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{delta}}$ membrane is more stable than another membrane for carbon dioxide.