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고체산화물 연료전지의 스테인리스강 연결재를 위한 표면처리 및 합금의 개발

전문가 제언: ○ 연료전지는 최신의 기술로써 저공해 고효율의 에너지원으로 차세대 에너지원으로 각광 받기 시작한 기술이다. SOFC는 연료전지가운데 가장 효율이 높고 공해 요인이 적으며 700~1,000℃에서 작동되기 때문에 개질장치와 귀금속 전극촉매가 필요 없고, 천연가스, 석탄가스 등을 직접 사용할 수 있다. 우리나라에서도 이 연료전지 연구가 활성화되고 산업화되면 국가 경제에 큰 영향을 미칠 것이다.

○ 국내에서는 90년대 물성연구에서 시작해 현재 POSCO, 삼성(SDI, 전기, 종합기술원) 등 기업과 KIER, KIST, 전력연구원 등의 연구소에서 주택용 및 분산발전용 SOFC 시스템을 개발하고 있다. 최근 연세대, POSTECH, 고려대 등에서 중저온용으로 활용가능한 대체전해질 및 전극재료, 밀봉재, 연결재 개발 및 특성평가에 대한 기초연구를 수행하고 있다. 분산전원에 대한 관심 및 수요가 증가하면서 2007년 포스코 파워와 포항산업과학연구원을 중심으로 150kW급 SOFC 스택 및 구성 요소 핵심기술 개발을 시작하였으며 최근 삼성과 KIER 등에서도 분산발전용 100kW급 SOFC 시스템을 개발하는 정부사업을 시작하였다.

○ 연결재는 SOFC 스택 제조를 위한 핵심 재료이다. 연결재는 연료와 공기를 서로 분리하여 교차되지 않도록 하므로 분리판이라 부르기도 하는데 세라믹재료를 많이 사용하였다. 그러나 세라믹을 대체하여 성형성이 좋고 가격이 저렴하고 성능을 향상시킬 수 있도록 금속 연결재에 대한 개발이 최근에 많이 이루어지고 있다. 따라서 우리나라에도 SOFC의 금속 연결재의 문제점을 개선하는 코팅재료 및 기법들에 대한 연구가 꼭 필요하다.

○ 본 연구에서 다양한 재료, 코팅, 표면개질 및 합금개발 등에 대하여 소개하였다. 스피넬 코팅으로 많은 금속 연결재의 문제점들이 크게 개선되었다고 하더라도 표면처리 및 새로운 합금 개발을 통해 상승효과를 기대할 수 있을 것이다. 즉 새로운 합금에 대한 표면처리 및 코팅을 통해 성능을 한층 더 업그레이드 시키는 연구를 시도할 만한 가치가 있다.

저자: Nima Shaigana, Wei Qu, Douglas G. Ivey, Weixing Chen
자료유형: 학술정보