사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 및 이의 제조방법
QUADRUPLE DOPED STABILIZED BISMUTH OXIDE BASED ELECTROLYTE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
특허 요약
본 발명의 일실시예는 600℃ 이하의 온도에서 장시간 구동되어도 높은 이온 전도도를 가지는 사중도핑 안정화 산화비스무트(SBO: Stabilized Bismuth Oxide)계 전해질 소재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 높은 이온전도성과 장기내구성으로 인해 산소 센서, 멤리스터, 산소 분리막, 촉매에서 요구되는 물성으로 해당 분야에 활용될 수 있는 산화비스무트계 소재를 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

산화비스무트에 어븀(Er), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W) 및 지르코늄(Zr)이 도핑되어 하기 화학식1로 표현되는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재:화학식11-x(ZrO2)x(이때, 0003c#x003c#1이고, 0003c#a,b,c,d003c#1이며, 0003c#e003c#2이다.)

2

제1항에 있어서,상기 화학식1에서, 0003c#a003c#0.2이고, 0003c#b003c#0.01이고, 0003c#c003c#0.1이고, 0003c#d003c#0.1인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

3

제1항에 있어서,상기 화학식1은 (Er0.15Ta0.005W0.04Bi0.80O1.5)1-x(ZrO2)x인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

4

제1항에 있어서,상기 화학식1에서, 0.01≤x≤0.08인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

5

제1항에 있어서,상기 전해질 소재는 입방 플로우라이트(Cubic-Fluorite) 구조인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

6

제5항에 있어서,상기 전해질 소재는 이차상(Secondary phase)의 형성이 없는 입방 플로우 라이트 구조인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

7

제1항에 있어서,상기 전해질 소재는 500℃에서 이온전도도가 0.018 S/cm 내지 0.021 S/cm인 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재.

8

산화 비스무트 전구체, 어븀 전구체, 탄탈럼 전구체, 텅스텐 전구체 및 지르코늄 전구체를 혼합하는 혼합물 생성 단계;상기 혼합물에 알코올을 첨가하고 하소하여 산화비스무트에 어븀, 탄탈럼, 텅스텐 및 지르코늄이 도핑되어 하기 화학식1로 표현되는 화합물을 형성하는 수득 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재 제조방법:화학식11-x(ZrO2)x(이때, 0003c#x003c#1이고, 0003c#a,b,c,d003c#1이며, 0003c#e003c#2이다.)

9

제8항에 있어서,상기 혼합물 생성 단계는 볼밀링 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재 제조방법.

10

제8항에 있어서,상기 수득 단계의 하소는, 650℃ 이상 850℃ 이하의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재 제조방법.

11

제8항에 있어서,상기 수득 단계의 하소는, 650℃ 이상 850℃ 이하의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재 제조방법.

12

제8항에 있어서,상기 산화 비스무트 전구체의 화학식은 Bi2O3, 상기 어븀 전구체의 화학식은 Er2O3, 상기 탄탈럼 전구체의 화학식은 Ta-2O5, 상기 지르코늄 전구체의 화학식은 ZrO2로 표현되는 것을 특징으로 하는 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재 제조방법.

13

제1항 내지 제7항 중에서 선택된 어느 하나의 사중도핑 안정화 산화비스무트계 전해질 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지.