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고체연료전지용 지르코니아 박막의 동시소성

전문가 제언: ○ 본 논문에서는 SOFC에서 얇은 전해질막(8YSZ)을 치밀하고 휘지 않게 소결할 수 있는 방법을 소개한다. 열팽창측정기(Dilatometer)를 사용하여 수축변화를 측정, 분석하여 동시소성 변수를 확립하는 과정을 소개하고 있다.

○ 본 공정으로 다공성이고 약간 거친편인 NiO/YSZ 양극기판(70x70x1.1 ㎜)에 8YSZ(8mol% Yttria Stabilized Zirconia)를 스크린 프린팅으로 입혀 동시소성으로 동시수축이 일어나게 하여 기체가 새지 않는 편평한 반전지를 제조할 수 있었다. 이 공정은 얇은 시편을 편평하게 소결하기위하여 현재 사용되는 특수가열로에서 시편을 소결 후 자동으로 하중을 가하여 편평하게 하는 방법을 대체할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.

○ 기판에 입혀진 막을 휘지 않고 치밀하게 소결할 수 있는 기술은 고체연료전지나 기체분리막 제조에서 매우 중요하다. 동시소성시 기판의 일부 성분과 막 성분 사이의 확산을 이용하여 동시수축을 유도하여 접착성이 좋고 막의 표면에 수직으로 발달하는 길쭉한 기공이 생기지 않도록하는 것이 가능하다는 것을 보여준 것과 승온속도와 소결시간을 달리하여 휘는 정도를 많이 개선할 수 있다는 점들은 박막제조 외에 얇고 큰 시편 소결변수 연구에 많은 도움이 될 것이다.

○ SOFC 연구는 전해질 층을 얇게 하는 것이 전지성능을 크게 향상시킬 수 있는 방법이므로 양극지지체에 전해질 8YSZ을 얇고 치밀하게 입히는 기술을 확립하는 것이 매우 중요하다. 이는 원통형보다 효율이 좋은 평판형 SOFC 개발에 큰 도움이 될 것이다.

저자: Robert Mucke et al.
자료유형: 학술정보