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μSOFCs의 박막

전문가 제언: ○ SOFCs의 이점은 수소인프라가 구축되기 이전에 연료전지를 다양한 연료를 사용하여 효과적으로 구동할 수 있다. SOFCs의 연료는 암모니아, 메탄, 제트연료 및 폐식용유와 바이오 에탄올까지 사용한다. SOFCs의 고온운전은 마이크로터빈과 결합하여 에너지전환효율을 올리며, 이때의 고온으로 석탄가스화에서 CO2제거공정에 쓰이기도 한다.

– 이러한 가능성을 제공하는 연료의 다양성은 일차적으로 운전 온도가 높기 때문인데, 이러한 고온에 대하여 내구성이 있는 SOFCs의 부품 재료의 개발이 가일층된 노력이 경주되고 있다. 한편 낮춰진 운전온도의 중온 IT-SOFCs는 일부재료의 개발은 다소 여유가 있으나 SOFCs의 완성을 위한 긴 수명과 내구성의 달성을 위한 도전도 역시 계속되고 있다.

○ SOFCs는 소형화에 가장 힘드나 가장 높은 전원을 갖는다. 바로 이런 점에 대해서 박막과 미세 제작기법으로 소형화에 이르면, 여러 가지 연료를 쓸 수 있는 장점과 수소만으로 구동되는 다른 연료전지에 비해 CO 등의 불순물로 인한 촉매에 대한 독성작용을 무시할 수 있고 탄화수소를 중간에서 개질해야 하는 중요한 공정을 생략할 수 있다.

○ 이렇듯 μSOFCs를 제작하는 것은 기존의 MEMS 기술을 적용하여 많은 연구가 이루어지고 있는데, 연료전지의 구성들이 재료 간 화학적인 안정성과 열과 이로 인한 팽창 등에 의한 물리적 성질이 고려되어야 하는 것은 기존의 연료전지에서 요구되는 특성과 동일하다. 단지 SOFCs는 고온운전이므로 그에 따른 더 많은 주의가 요구된다.

○ 그동안 SOFCs에 관한 연구결과가 꾸준히 보고되고 있는 가운데, 점차 상당히 진전된 보고가 나오고 있는데 아직 자세한 정보가 나오진 않았다. Ni 포일 기판에 YSZ과 LSC 음극 및 NiO-YSZ 양극으로 구성한 μSOFCs로 110mWcm-2의 출력을 얻은 것과 최근의 보고는 400℃에서 400mWcm-2의 대단히 높은 전력 밀도를 얻은 것은 50㎚의 YSZ/CGO의초박막 전해질에 다공성 Pt를 양/음극으로 사용하였는데, 이러한 진전들이 더 규명되면서 밝은 미래를 가져올 것이다.

저자: D. Beckel et. al.
자료유형: 학술정보