함침법의 고성능 SOFC 양극제조

전문가 제언

○ SOFC는 다른 형태의 연료전지에 비해 실용화가 앞서 가고 있는 기술로 알려져 있다. SOFC는 작동온도가 700℃ 이상으로 높기 때문에 구성부품의 재질이 귀금속이 아닌 세라믹 재료이며 사용하는 연료도 수소로 국한하지 않고 CO나 탄화수소 등도 쓸 수 있는 융통성을 가지고 있다.

○ 이러한 융통성과 더불어 상용화 이전에 해결해야할 과제는 높은 효율로 에너지를 전환시키는 것과 장시간(70,000시간)의 내구성을 확보하는 것이다. 이의 실현은 구성 전극/전해질 등의 재료의 선정과 제작방법을 확립하는 것이다.

○ 동일한 재료일지라도 전극의 성능/특성이 아주 정확하게 제조공정과 운전경과의 상세에 강하게 의존한다는 Adler의 말은 시사하는 바가 크다. 이글은 SOFC의 양극을 제조할 때 많은 장점을 갖고 있는 침윤법을 근간으로 하여 YSZ과 양립하는 양극재료에 관한 연구동향이다.

○ LSM/YSZ 복합재료 파우더를 제조하는 일반적인 방법은 YSZ전해질 위에 스크린 프린팅이나 스핀 코팅 등의 방법으로 석출시키는 것이다. 이때 소결공정과 온도선정은 대단히 복잡하고 중요하다. 소결은 YSZ과 다른 전극조성의 온도를 분리하여 설계한다. 먼저 다공층을 도입하여 전극/촉매재료의 집으로 한다. 그 위에 나노입자를 형성하고 반복 침윤단계가 진행된다. 이때 코스트를 고려한 침윤단계를 축소할 필요가 있다.

○ SOFC용 복합분말과 페이스트는 일부 상용화되어 판매되고 있으나 상당히 고가에 수입되고 있다. 또한 기술노출 등의 문제로 공급자와 사용자간의 커뮤니케이션도 전무한 상태이다. 우리는 KIST, KIER 등에서 관련연구를 수행 중인데, 복합분말과 페이스트에 관한 관련기술의 확보가 중요한 과제로 되어 있다. 이글에 공개된 기술에서 나아가 연구자들은 보다 독자적인 국산화 기술의 확보가 필요하다.

저자

John M. Vohs, Raymond J. Gorte

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

21

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

943~956

분석자

손*목

분석물

• 함침법의 고성능SOFC 양극제조.pdf [226,003 byte]

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