세라믹스의 레이저 소결과 고체 연료전지에 응용

전문가 제언

○ 탄산가스 배출량을 줄이려고 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 그리고 고효율로 바꿀 수 있는 연료전지가 주목받았다. 연료전지는 수소 등 연료에서 전기를 얻는 장치이다. 물을 전기분해하면 수소와 산소로 분리되지만, 연료전지는 그 반대로 수소와 산소와의 반응으로 전기를 일으키는 것이다. 민생용 연료전지의 대규모 개발은 1960년대 미국에서 인산 연료전지 개발이 시작이다. 그 후 고체 고분자 연료전지 개발이 발전하여 대규모 실용하려고 한다.

○ 연료전지에는 사용하는 전해질의 종류에 따라서 고체 고분자 연료전지(PEFC: Polymer Electrolyte Fuel Cell), 인산 연료전지(PAFC: Phosphoric Acid Fuel Cell), 용융 탄산염 연료전지(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell), 고체 산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell), 알칼리 전해질 연료전지(AFC: Alkaline Fuel Cell) 및 직접형 연료전지(DFC: Direct Fuel Cell) 등 여러 가지이지만, 현재 가장 많이 연구하고 있는 것은 PEFC, PAFC, MCFC 및 SOFC이다.

○ 고온에서도 안정한 세라믹스로 구성된 SOFC는 얇고 치밀한 전해질막 양쪽에 두껍고 다공질인 연료극(양극)과 공기극(음극)으로 되었다. 본 연구에서는 조성, 기능 및 구조가 다른 세 층의 막을 결합하기 위하여 레이저 소결하여 원하는 성질의 다공질 막을 얻는 데 성공하였다. 그러나 기판과 전극 사이의 밀착성 전극의 기공형성 등 연구할 과제가 있는 것으로 보인다.

○ 해외 개발현황을 살펴보면 미국, 일본, 영국, 독일, 스위스, 호주 등 많은 나라는 유럽을 제외하고 국가주도하에 산·학·연의 공동연구체계로 기술개발을 진행하고 있으며, 유럽은 여러 국가가 통합된 주제로 공동 수행하는 형태이다. 국내에서도 각 기관에서 SOFC 시스템 개발이 활발해지고 있다. 앞으로 대형 발전시스템을 보다 낮을 가격으로 공급할 수 있기 바란다.

저자

山崎　和彦·前川　克廣 (Kazuhiko YAMASAKI and Katsuhiro MAEKAWA)

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

49(2)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

106~111

분석자

김*훈

분석물

• 세라믹스의 레이저 소결과 고체 연료전지에 응용.pdf [363,661 byte]

이미지변환중입니다.