신소재 의 발견

YSZ(Yttria-stabilized Zirconia)는 고체 전해질의 대표적인 예로, 고온 전기화학적 응용에서 중요한 역할을 하는 재료입니다. 이 재료는 지르코니아(Zirconia, ZrO₂)에 이트리아(Yttria, Y₂O₃)를 첨가하여 안정화시킨 형태로, 주로 고체 산화물 연료 전지(SOFC), 산소 센서, 고온 가스 터빈 등의 다양한 고온 응용 분야에서 사용됩니다.  고체 전해질 YSZ 의 구조와 원자배열 1. YSZ의 개념과 정의  YSZ는 지르코니아(ZrO₂)에 이트리아(Y₂O₃)를 첨가하여 제조된 고체 전해질입니다. 지르코니아는 순수한 형태에서 1170°C 이하의 온도에서는 단사정계(monoclinic) 구조를 가지지만, 이트리아를 첨가하면 이 구조가 부분적으로 안정화되어, 고온에서도 안정적인 입방정계(cubic) 또는 사방정계(tetragonal) 구조를 유지합니다.  YSZ는 전기 전도성이 우수하며, 특히 산소 이온 전도도에서 뛰어난 성능을 보입니다. 이러한 특성 덕분에 YSZ는 고온 전기화학적 장치에서 산소 이온의 전도체로 널리 사용됩니다.   <바로가기> ☞  단사정계(monoclinic)    <바로가기> ☞  입방정계(cubic)     사방정계(tetragonal)                                                2. YSZ의 역사적 배경  지르코니아(ZrO₂)는 18세기부터 알려져 있었으나, 고온에서 구조적 불안정성을 가진다는 문제점이 있었습니다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 안정화제가 연구되었으며, 그중 이트리아(Y₂O₃)는 지르코니아를 효과적으로 안정화시...