고체산화물형 전지에 의한 고온수증기 전해

전문가 제언

○ 최근, 지구온난화방지, 에너지절감 대책으로서 수소연료전지가 개발되고 있다. 화석연료를 대체할 새로운 연료로서 수소의 사용이 확대됨에 따라 경제적으로 수소를 대량생산하는 기술이 요구되고 있다. 현재 전력부족난을 해결할 수 있는 수소연료전지 개발에 관심이 고조되고 있다.

○ 물을 사용한 수소생산은 고체산화물 연료전지 전극을 사용하여 수증기의 전기분해를 이용하는 원리와 동일하지만, 고순도의 수소를 회수하기 위하여 연료전지 밀봉재관련 구조의 개선이 요구된다. 2007년 Lessing과 Paul A는 고체산화물 연료전지의 밀봉구조재의 조건과 전해질의 화학적 안정도 연구결과를 Material Science학술지에 게재하였다.

○ 연료전지의 고온수증기 전기분해에서는 단일 셀의 밀봉에서는 문제가 없는 재료일지라도 적층구조재의 조성은 물론, 넓은 표면의 밀봉이 더욱 문제가 된다. 금속과 유리, 세라믹 복합재료가 유망한 밀봉재로 주목을 받고 있다. 하지만 불산(HF)은 유리를 용해하며, 전해액을 밀봉할 경우, 원통형이 유리하며 셀의 복합재료 구성성분과 전해질의 화학적 특성, 습윤성과 점도 등의 물리적 특성이 신중한 검토가 요구된다.

○ 고체산화물 연료전지는 고온산화분위기 때문에 열역학적으로 안정한 산화물로 변화한다. 고온산화피막과 전해질은 밀봉에 견디는 내구성이 요구된다. 충북 첨단산업단지에 위치한 (주)ELCOM사는 연료전지 케이스 밀봉재를 개발하고 있다. 고분자와 Al금속사이의 전해액 누출을 방지할 수 있는 국산 밀봉재 개발이 시급한 실정이다.

○ 2009년 한국재료연구소에서는 고체산화물 연료전지용 금속소재의 부품의 최근동향을 보고하였다. 수소연료전지는 무공해 동력원과 무공해 발전설비로서 현실적으로 대형화 할 수 있는 가장 정량적이고 유효한 에너지회수 장치이다. 전해액 누출은 코팅층과 소지의 접착신뢰성에 좌우되며, 향후 전위-pH도를 활용한 전기화학적인 부식과 계면결함 박리방지를 위한 표면처리 기술인재 육성이 필요하다고 본다.

저자

Kazunari SASAKI

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

48(3)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

170~175

분석자

김*상

분석물

• 고체산화물형 연료전지의 개발과 전망.pdf [3,324,629 byte]

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