내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

내부 전도층의 마이크로 튜브형 SOFC 설계와 제조

전문가 제언: ○ SOFC 방식은 발전효율이 높고 다른 연료전지 방식보다 효율성이 상대적으로 높으며 사용 연료의 다양화가 가능하다. 가정용, 대형 건물용, 공장용 등에 모두 적용 가능하다는 장점이 있다. 또 MCFC(용융탄산염 연료전지)처럼 액체 전해질 사용에 따른 누설의 문제가 없고, 비 백금 촉매 사용이 가능해 경제적이다. 현재는 600℃ 이하 로 작동온도를 낮추는 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다.

○ 튜브형 SOFC는 가스 실링이 쉽고 구조 자체의 기계적 특성이 우수하나 단위 부피당 출력 밀도가 낮다는 단점이 있다. SOFC 단위셀의 구성요소는 전해질, 전극(공기극 및 연료극), 연결재(분리판), 밀봉재로 되어 있다. 요구되는 성질로 전해질은 공기와 연료가 혼합되지 않도록 치밀하고 산소이온 전도도가 높고 전자 전도도가 낮아야 한다. 공기극은 용이한 산소분자 분해성과 높은 전자 전도성을 가지며, 연료극은 연료의 전기화학적 산화와 전하전달을 잘 하여야 한다. 연결재는 셀에서 연료와 공기를 서로 분리하여 교차되지 않도록 하여야 한다.

○ 본고는 침지방법으로 Ni 전도층과 음극코팅 후에 음극/전해질 이중층의 열적응력에 의한 전해질 층의 박리를 방지하기 위해 1,100℃에서 예비소결한 후 전해질 코팅을 하였다. 그 다음 1,350℃에서 두 시간 소결하고, 양극 코팅을 한 후 1,050℃에서 한 시간 소결하여 단위 연료전지 셀을 만들었다. 대량 생산이 가능한 침지방법으로 4개 층의 슬러리를 코팅한 공정과 최대 출력 밀도를 높이기 위해 내부에 Ni 전도층 코팅을 한다. 셀의 계면분극을 줄여 단위 셀의 MPB가 0.6W/cm2인 끝이 닫힌 튜브형 SOFC를 제조할 수 있었다.

○ 국내에서도 각 대학 및 KIST, KIER 그리고 포스코에너지, LG퓨얼셀시스템, 두산FC 등 기업체에서 2000년대부터 많은 연구가 이루어졌다. 그 중에서 전기영동 증착법을 이용한 마이크로 튜브형 SOFC 단전지 제조와 segmented 평판형 셀 제조가 흥미 있는 연구이다. SOFC 발전시스템 실용화를 위해서 핵심 부품인 세라믹 소재의 내구성, 제작 셀과 스택의 안정성 향상을 위한 학연 공동연구가 지속되어야 한다.

저자: Kochi Kikuta, Kenta Yasue, et al.
자료유형: 니즈학술정보