KR100341402B1 - 고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)에 있어서 단전지의 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형을 특징으로 하는 지지체형 단전지와 이를 이용한 스택 구조에 관한 것이다.
본 발명의 연료전지는 스택 적층시 분리판상 위에 동일한 형태의 공간을 형성하여 밀봉재를 충진함으로써 밀봉효과를 상승시켜 연료가스와 산화가스의 혼합을 방지하고, 또한 스택의 조립을 용이하게 하며 분리판과 단전지의 열응력의 해소를 극대화 할 수 있다.
본 발명의 목적은 스택조립시 단전지를 분리판상의 포켓 또는 홈에 정확히 놓이게 함으로써 외부에서의 충격이나 열응력에도 안정하게 단전지가 위치할 수 있도록 하여 전체적으로 SOFC 스택의 수명과 내구성, 운전조건의 향상 및 보수능력을 극대화 할 수 있는 고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조를 제공하고자 한다.

Description

고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조{Single Cell and Stack Structure of Solid Oxide Fuel Cell}
본 발명은 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)에 있어서, 단전지의 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형의 일체로 된 정방형의 지지체형 구조의 단전지와 이들 단전지를 적층시 분리판상 위에 동일한 형태의 공간을 형성하여 밀봉재를 충진시켜 구성된 스택구조에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지라 함은 단전지 양쪽 전극면으로의 원활한 반응가스의 흐름과 함께 분리판과의 전기적 접촉 그리고 두종의 반응 가스간의 기밀을 유지함으로써 치밀한 전해질층으로의 이온 전도현상을 유도하고 이로부터 전극층에서 일어나는 전기화학반응에 의해 발생하는 기전력을 발전에 이용하는 전지이다.
이중 제3세대 연료전지라고 할 수 있는 고체산화물 연료전지는 열화학적으로 안정한 금속산화물을 전해질(electrolyte)로 이용하고 여기에 연료극과 공기극이 부착된 형태로써 H2, CH4, CH3OH 등의 연료가스를 개질없이 사용할 수 있으며 산화제로써 공기 혹은 산소를 이용하는 고효율 저공해 발전방식이다.
지금까지 잘 알려진 SOFC 재료는 연료극(Ni-YSZ Cermet)과 전해질(지르코니아(ZrO2+8Y2O3)계, 세리아(CeO2)계, 비스무스산화물(Bi2O3)계, 페로브스카이트 (perovskite)계 등)과, 공기극(LaSrMnO3), 분리판((seperator, 혹은 접속자 (interconnector); Cr-5Fe-1Y2O3, Ni base metal, LaSrCrO3등) 그리고 집전체와 밀봉재(glass or glass-ceramics) 등으로 구성되어 있고 이들이 서로 적층되어 스택(stack)을 이루며 다른 주변장치들과 결합되어 전체 시스템이 구성된다.
이때 사용되는 단전지는 전해질을 사이에 두고 한 쪽에는 연료극(음극), 다른 쪽은 공기극(양극)을 붙인 형태로써 각각의 전극층에서는 전기화학반응이 용이하게 일어나기 위해서 다공성 구조를 갖게 하고, 전해질에 해당하는 중간층에서는연료가스와 산화가스가 서로 통기하지 않는 치밀한 구조를 갖게 한다.
스택구성시 이러한 단전지를 분리판 사이에 놓고 분리판 양쪽 채널을 따라 흐르는 두 종의 가스가 서로 섞이지 않도록 밀봉재(혹은 밀봉유리)를 이용하여 기밀을 유지함과 동시에 단전지의 양쪽 전극층에서는 원활한 가스 공급이 이루어져야 한다. 특히 단전지와 접촉하지 않는 분리판의 나머지 부분에는 기밀성과 절연성을 갖는 재료로써 절연층 내지는 절연판을 삽입한 형태를 취해야 한다.
일반적으로 고체산화물 연료전지는 단전지의 형태에 따라 튜브형, 평판형, 그리고 일체형이 있다. 현재까지 고체산화물 연료전지는 튜브형이 먼저 개발되기 시작하였으나 제조방법이 까다로와 실질적인 실용화에 어려움이 있다.
민(N. Q. Minh, J. Am. Ceram. Soc., 76[3] p563-88, 1993)이 보고한 바와 같이 통상적으로 튜브형 SOFC는 먼저 다공성 지지체를 압출성형(extrusion)의 방법으로 튜브 모양(길이 2㎜)으로 제조하고, 그 위에 슬러리 코팅법으로 다공성 전극이 제조되고, 전해질 및 접속자(interconnector)는 전기화학증착법을 응용한 소위 EVD(Electrochemical Vapor Deposition) 법으로 제조된다. 이러한 형태의 연료전지는 평판형이나 일체형보다는 단전지의 출력 성능이 낮지만 스택으로 제조시 가스 밀봉 및 단전지 간의 접속이 간단하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 튜브형 단전지의 길이가 길어질수록 EVD법을 위한 전기화학증착 설비의 용적이 따라서 대형화되어야 할뿐만 아니라, 다단계의 제조공정이 수반되어 단전지 제작에 많은 비용이 소요되고 있어 고체산화물 연료전지의 실질적인 활용에 어려운 점을 갖고 있다.
튜브형 또는 일체형과는 달리 평판형 단전지는 약 200㎛ 두께의 전해질 박판을 상대적으로 값싼 통상의 세라믹스를 이용하여 제작할 수 있기 때문에 대량생산에 적합할 뿐만 아니라, 구조적인 특징에 기인한 일체형 및 튜브형 SOFC의 낮은 출력성능을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 따라서 현재는 이러한 가능성 때문에 평판형 SOFC의 개발이 활발한 실정이다.
한편 평판형 SOFC는 지지체가 전해질이나 전극 또는 재료에 따라 자립형 구조와 지지체형 구조로 나뉠 수 있다. 이중 보다 널리 이용되는 자립형 구조의 단전지(도 1의 (a))는 약 200㎛ 두께의 전해질 기판을 이용하여 양쪽에 수십 ㎛ 정도의 두께를 갖는 양극과 음극을 코팅하여 제조한다. 또한 소우자(S. de Souza, J. Electrochem. Soc., 144[3] L35-L37, 1997)등이 보고한 바와 같이 지지체형 구조의 단전지는 1 내지 2㎜ 두께의 다공성 전극 지지체에 약 20㎛ 두께의 얇은 전해질막을 형성하여 제조함으로써 단전지의 전기적 특성을 보다 고성능화 할 수 있으며, 자립형 구조의 단전지를 이용할 경우에 통상적인 운전온도 1,000℃를 약 800℃내외로까지 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 최근에 와서 평판형은 지지체형과 자립형의 구조로 개발이 되고 있다.
그러나 SOFC의 고출력화를 위해서는 보다 넓은 면적의 스택이 조립되어야 하므로 스택구성에 기초가 되는 단전지의 대면적화가 필수적으로 수반되어야 하나, 현재까지의 세라믹스 박판의 제조기술로는 약 10 × 10 ㎝ (혹은 20 × 20 ㎝)의 사각 판상의 전해질 판(혹은 지지체 판)을 제작할 수 있을 뿐이다. 따라서 브럼(L. Blum et al, Proceedings of the 4th Int. Symp. on SOFC, Vol 4, p 163-172, 1995) 등이 설명한 바와 같이 단전지 보다 큰 대면적의 스택을 조립하기 위해서는고도의 가스밀봉기술을 이용하여 분리판 보다 작은 크기의 복수의 단전지를 병렬로 조합한 격자 배열(array) 방식을 채택하고 있다.(도 1(b)) 그러나 이러한 밀봉기술은 스택제작에 있어 가장 어려운 부분으로써 평판형 SOFC의 실용화에 큰 장애로 작용하며 또한 스택의 수명내지는 내구성과 직접적으로 연관한다.
본 발명의 지지체형 단전지는 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형으로 제작된 다공성의 연료(음)극(또는 공기(양)극) 지지체에 10∼50㎛ 두께의 치밀한 박막으로서 전해질을 피복하고 전해질이 피복된 상부에 다공성의 공기(양)극(또는 연료(음)극)을 피복한 것으로 3중막 또는 그 이상의 다중막으로 구성된 단전지이다. 이와 같이 얻어진 단전지는 도 2와 같고 도 3의 스택은 분리판위에 가스유로(채널)가 형성된 홈 사이에 채널받침을 거치하고 단전지를 결합시키고 단전지와 분리판(B)를 밀봉하여 절연판을 부착한 후 필요에 따라 스택을 수십개씩 적층하여 연료전지를 제작한다. 본 발명의 단전지는 말단이 하향으로 절곡된 지지체형 구조이므로 스택을 적층시 분리판상 위에 동일한 형태의 공간을 형성하여 가스밀봉이 필요한 부분을 감소시켜 간편하게 밀봉할 수 있으며 스택조립이 용이하고 연료가스와 산화가스의 혼합을 방지하며 운전시 분리판과 단전지와의 열응력의 해소를 극대화하는데 있다. 따라서 종래의 단순 평판형 단전지를 이용한 SOFC 스택에서와 달리 온도변화에도 이들 밀봉재들이 흩어지지 않고 한 곳에 모여있을 수 있으므로 각 단전지에 무리하지 않고 전체 스택을 재 승온 및 냉각하면서 운전할 수 있도록 한다. 더욱이 스택조립시 단전지를 분리판상의 포켓 또는 홈에 정확히 놓이게 함으로써 외부의 충격이나 열응력에도 안정하게 단전지의 위치를 조정할 수 있다.
도 1(a)는 종래의 단순 평판형 자립형 구조의 SOFC 단전지 및 그 단면을 나타내는 모식도이며, (b)는 이를 이용하여 제작된 격자 배열 방식의 스택 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2(a)는 본 발명에 따라 모서리 4면이 하향절곡('∩'자)형인 지지체형 구조로 제작한 연료(음)극 지지체형 단전지이고, (b)는 모서리 4면이 하향절곡('∩'자)형인 지지체형 구조로 제작한 공기(양)극 지지체형 단전지를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모서리 4면이 하향절곡('∩'자)형인 단전지를 이용하여 제작된 격자 배열 방식의 스택 구성을 나타내는 3차원 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따라 모서리 4면이 하향절곡('∩'자)형인 연료(음)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 이용하여 제작된 격자 배열 방식의 스택 구성을 나타내는 2차원 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따라 모서리 4면이 하향절곡('∩'자)형인 공기(양)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 이용하여 제작된 격자 배열 방식의 스택 구성을 나타내는 2차원 모식도이다.
도 6(a)는 본 발명의 대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 연료(음)극 지지체형 단전지이고, (b)는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 공기(양)극 지지체형 단전지의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 단전지를 이용하여 제작된 격자 배열 방식의 스택구성을 나타내는 3차원 모식도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1: 연료극(음극) 2: 전해질 3: 공기극(양극)
4: 단전지 5: 밀봉재 6: 가스유로(채널)
7: 채널받침 8: 분리판(A) 9: 분리판(B)
10: 절연판 11: 스택 12: 밀봉재 홈
13: 집전체(A) 14: 집전체(B) 15: 가스분배구(manifold)
31: 평판부 32: 절곡부 33: 지지부
본 발명의 연료(음)극 지지체형 단전지(4)는 정방형인 평판부(31)의 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡형('∩'자형)으로서 절곡부(32)와 지지부(33)로 된 두께 1 내지 2㎜ 다공성의 연료(음)극(1)과 두께 10∼50㎛의 치밀한 박막으로 지지부(33) 윗면과 모서리 전체에 전해질(2)을 피복하고, 전해질이 피복된 상부에 다공성의 공기(양)극을 피복한 것으로 중심부에는 전해질(2), 하부에는 연료(음)극(1), 상부에는 공기(양)극(3)으로 구성된 3중막의 단전지이다. 마찬가지로 공기(양)극 지지체형 단전지는 중심부의 전해질은 동일하고 단지 공기극(3)과 연료극(1)의 위치가 뒤바뀐 형태이다.
이와 같이 얻어진 단전지는 도 2(a)(b)에 나타난 바와 같고, 도 3의 스택(11) 제작에 이용한다. 스택은 분리판A(8)위에 가스유로채널(6)용 요철형태의 홈을 파고 요철 위에 채널받침(7)을 형성하여 단전지를 결합시키며 단전지의 지지부(33)와 분리판B(9)의 밀봉을 위하여 지지부와 상응하는 형태의 다수의 밀봉재홈 (12)을 내어 밀봉재(5)를 충진한 후 상부에 절연판(10)을 부착하여 개개의 스택을 제작하며 필요에 따라 이를 수십개씩 적층하여 연료전지 스택을 제작한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위하여 바람직한 실시예로 상세히 기술하지만 이들 실시예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1.(모서리 4면이 하향절곡형인 '∩'자형 연료(음)극 지지체형 단전지의 제조 및 이를 이용한 스택제작)
지지체형 단전지를 제작하기 위하여 NiO 분말과 이트리아 안정화 지르코니아 (ZrO2+8Y2O3, 8YSZ)분말을 무게비로 50:50으로 혼합한 후 여기에 다시 20% graphite 분말을 혼합하고 이를 출발원료로 하여 기공률 약 40%의 다공성 지지체를 제조하였다. 이때 지지체는 도 2(a)에서와 같은 형태로 제조하여 50 × 50㎜ 크기에 두께 약 1내지 2㎜, 하향으로 절곡된 모서리 부분의 높이는 약 3㎜(내측 높이는 1내지 2㎜), 넓이방향 두께는 약 1내지 2㎜가 되게 하였다.
이러한 지지체에 공지의 슬러리 코팅법과 화학기상증착법을 이용하여 지르코니아(ZrO2)계, 세리아(CeO2)계, 비스무스산화물(Bi2O3)계, 페로브스카이트 (perovskite)계 중의 하나 또는 그 이상의 전해질을 코팅하여 열처리함으로써 최종적으로 약 10∼50㎛ 두께의 치밀한 전해질층을 제조하였다. 이때 본 발명에서는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 전해질층을 지지체의 상단부 표면 뿐만 아니라 지지체의모서리 부분의 밑부분과 옆면을 코팅함으로써 지지체로부터의 직접적인 기체누설을 방지함으로써 차후에 밀봉재와 전극층이 접촉하여 서로 반응함으로써 발생할 수 있는 밀봉기능의 저하요소를 제거하였다.
그리고 도 2(a)에서와 같이 윗면에는 20%의 graphite 분말을 포함하는 LSM(La0.8Sr0.2MnO3)조성분말을 이용하여 공기(양)극을 인쇄하고 열처리하여 도 2의 (a)에서와 같은 연료(음)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 제조하였다.
스택제작을 위하여 도 3에서와 같이 연료가스의 채널과 산화가스의 채널이 단전지를 사이에 두고 서로 교차하는 방식으로 가공된 금속재 분리판을 사용하였다. 각각의 분리판과 분리판 사이는 단전지와 직접적으로 접촉하는 부분을 제외하고는 세라믹스 재질의 절연판을 거치하였다. 여기에 도 3과 4에서와 같이 단전지가 삽입될 부분인 포켓 또는 홈을 파낸 얇은 분리판을 별도로 제작하여 절연판과 가스채널이 있는 분리판 사이에 끼워 넣은 형태로 제작하였다(분리판 B). 또한 각 분리판과 절연판 등과의 사이는 미량의 밀봉재를 바르면서 조립하여 운전온도에서는 각각의 틈으로 가스가 새지 않도록 밀봉하였다. 특히 도 4에서와 같이 밀봉재 포켓을 위한 홈의 크기는 단전지의 크기보다 내측 및 외측으로 각각 1 내지 2㎜의 여유를 갖게 하였고, 그 깊이는 단전지 모서리부분의 내측 높이보다 0.5 내지 1㎜의 크게 가공하였다.
따라서 50 × 50㎜ 크기의 단전지를 이용할 경우 분리판 B에서 실제 홈의 크기는 내경 43㎜ 내외 외경 53㎜로 폭 5㎜ 깊이 약 1.5∼2.5㎜로 하였다. 그러나 밀봉재 포켓을 취한 홈의 깊이가 깊어질수록 전체 분리판 혹은 스택의 두께가 증가하는 효과가 있으므로 허용범위내에서 가급적 최소의 두께로 제작하였다. 특히 스택조립시에는 분리판의 홈(포켓)에 밀봉재를 가득 채우고 그 위에 단전지를 끼워놓고 뒤이어 동일한 방법으로 각각의 분리판과 단전지를 차례로 적층하였다. 이때 각각의 단전지에서 공기극과 연료극은 위의 분리판 A(다른 층)와 아래의 채널받침(혹은 분리판 B)과의 전기적 접촉을 위해서 종래에서와 같이 집전체 B와 집전체 A를 각각 거치하였다. 종래에 알려진 바와 같이 연료극쪽 집전체(A)는 Ni 금속재질로된 약 50 mesh의 얇은 망(gauze)을 사용하고, 마찬가지로 공기극쪽 집전체로는 Pt와 같은 귀금속계 메쉬(mesh) 망(gauze)이나 보다 값싼 전도성 세라믹 다공판(공기극과 같은 성분)을 사용할 수 있다.
한편 분리판에서 단전지가 놓이게 되는 가스채널 부분은 전기적 접촉을 위하여 도 1에서와 같이 종래의 단순 평판형 단전지를 이용할 경우의 스택에서보다 높은 크기의 가스채널 구조가 필요하다. 이를 위해서 분리판의 가스채널 부분의 높이를 분리판의 두께보다 높도록 가공하거나 혹은 이보다 가공이 간편한 방법으로 도 3에 나타낸 바와 같이 단전지의 내측 크기만한 크기로 별도의 채널 받침을 제작하여 내부에 위치함으로써 아래쪽 분리판의 가스채널과 단전지의 하단부(연료극)와의 전기적 접촉을 이루도록 하였다.
따라서 종래의 스택구조에 비하여 분리판층(스택)의 두께가 증가하는 단점이 있으나 전체적으로 가스밀봉의 효과가 상승하면서 열팽창율 차이에 따른 응력해소가 가능하고 단전지의 위치가 고정되는 장점을 갖는 성능이 향상된 SOFC 스택을 제조할 수 있다.
실시예 2.(모서리 4면이 하향절곡형인 '∩'자형 공기(양)극 지지체형 단전지의 제조 및 이를 이용한 스택제작)
먼저 공기(양)극 지지체를 제조하기 위해서 LSM(La0.8Sr0.2MnO3)조성의 분말을 선택하고 여기에 구형의 graphite 분말을 혼합하고, 이를 공지의 성형 및 열처리 조건으로 하여 최종적으로 약 40%의 다공성 지지체를 제조하였다. 이러한 지지체는 도 2(b)에서와 같은 형태로 제조하여 50 × 50㎜ 크기에 두께 약 1내지 2㎜, 하향으로 절곡된 모서리 부분의 높이는 약 3㎜(내측 높이는 1내지 2㎜), 넓이방향 두께는 약 1내지 2㎜가 되게 하였다. 이를 실시예 1에서와 같은 방법을 이용하여 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 다공성 지지체에 치밀한 전해질층 형성시킨 후 다시 NiO 분말과 이트리아 안정화 지르코니아( ZrO2+8Y2O3, 8YSZ))를 무게비로 50 : 50 혼합한 분말과 20%의 graphite분말을 출발원료로 실시예 1에서와 동일한 인쇄법을 이용하여 최종적으로 도 2(b)에서와 같은 공기(양)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 제조하였다.
이러한 형태의 단전지를 이용하여 도 3과 도 5에서와 같이 SOFC 스택을 제작하였다. 이하 실시예 1에서와 같다.
실시예 3.(절연판의 단전지 사이에 밀봉을 하지 않음)
도 3의 절연판은 위로는 분리판 A 그리고 아래로는 분리판 B와 접하므로 산화가스의 흐름을 일정하게 유지하기 위해서는 밀봉재를 얇게 바르고 적층함으로써 고온에서 스택작동시 산화가스의 밀봉을 유지하고 있으나, 분리판 A와 분리판 B로 이루어지는 연료가스의 밀봉보다는 중요하지 않으므로 절연판으로 이루어진 산화가스의 밀봉은 실제로는 가장자리의 가스분배구(manifold)부분 외에는 밀봉하지 않아도 스택의 성능에는 큰 지장을 초래하지 않는다. 따라서 가장자리 및 가스분배구 부분은 제외하고 단전지와 단전지 사이를 가로지르는 십자가 부분은 별도의 밀봉재를 바르지 않음으로써 이후에 스택의 층간 분리 및 보수에 용이하도록 하였다. 이하 실시예 1, 2와 같이 하였다.
실시예 4.(밀봉 홈을 상호 연결한 형태의 스택제작)
지지체형 단전지(실시예 1 및 2)에서 단전지와 분리판 사이의 밀봉 홈(포켓)을 줄이기 위하여, 도 3의 분리판 B에서 가스분배구 (15)에 인접한 밀봉홈(12)를 제외한 단전지와 단전지 사이의 밀봉홈을 하나로 합쳐진 형태로 가공하였다. 따라서 분리판 B에서 홈의 깊이는 실시예 1, 2에서와 동일하고 가스분배구(15)에 인접한 밀봉홈(12)의 폭 또한 약 5㎜ 내외로 변함이 없고 단지 단전지와 단전지 사이 인접한 부분의 홈에서만 약 10㎜의 폭으로 가공하여 결과적으로 도 4, 5에서 밀봉홈과 홈사이 턱이 제거된 분리판 B를 사용하였다. 이하 실시예 1, 2, 3과 같이 하였다.
실시예 5.(분리판 A와 채널받침이 일체형인 스택제작)
스택의 외형 및 구조에는 변화가 없고 단지 분리판 A와 채널받침을 별도로 제작하는 번거로움을 피하기 위하여 도 3에서와 같이 분리판 A와 채널받침이 일체로 제작된 분리판을 제작하여 스택을 구성하였다. 이하 실시예 1, 2, 3, 4와 같다.
실시예 6.(분리판 B를 절연판과 동일한 재질로 스택제작)
실시예 1, 2, 3, 4, 5에서 분리판 B는 분리판 A와 달리 전기적으로 부도체를 사용하여도 무방하다. 따라서 값비싼 재료인 내열금속의 사용을 배제하고 단지 밀봉 홈에 충진되는 밀봉재와의 반응이 없는 성분의 세라믹재료를 선택하여 제작하고 이를 스택제작에 이용하였다. 이하는 실시예 1, 2, 3, 4, 5와 동일하다.
실시예 7.(대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 연료(음)극 지지체형 단전지를 이용한 스택제작)
먼저 지지체형 단전지를 제작하기 위하여 NiO 분말과 이트리아 안정화 지르코니아(ZrO2+8Y2O3, 8YSZ))분말을 무게비로 50 : 50으로 혼합 한 후 여기에 20%의 graphite분말을 섞고 이를 출발원료로 하여 기공률 약 40%의 다공성 지지체를 제조하였다. 이때 지지체는 도 6(a)에서와 같은 형태로 2면 방향으로만 절곡시켜 50 × 50㎜ 크기에 두께 약 1 내지 2㎜, 하향으로 절곡된 모서리 부분의 높이는 약 3㎜(내측 높이는 1 내지 2㎜), 넓이방향 두께는 약 1 내지 2㎜가 되게 하였다. 이러한 지지체에 잘 알려진 슬러리 코팅법 내지는 화학기상증착법을 이용하여 지르코니아 (ZrO2)계, 세리아(CeO2)계, 비스무스산화물(Bi2O3)계, 페로브스카이트(perovskite)계 중의 하나 또는 그 이상의 전해질을 코팅하여 열처리함으로써 최종적으로 약 10∼50㎛ 두께의 치밀한 전해질층을 제조하였다. 그리고 실시예 1에서와 동일한 방법으로 치밀한 전해질(electrolyte)과 다공성의 공기극(양극) 성분을 코팅 및 인쇄하여 최종적으로 도 6의 (a)에서와 같이 대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 연료(음)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 제조하였다.
마찬가지로 도 6의 (a)에서와 같은 단전지를 이와 대응되는 형태의 밀봉홈 (12)을 도 7의 분리판 A에서 채널의 방향과 평행한 방향으로만 밀봉홈을 내었다. 실시예 1에서 기술한 바와 같이 도 7(도 4참조)에서는 도 3의 채널받침과 분리판 B를 제외시켜 적층할 수 있게 하였다. 이러한 스택은 실시예 1에서 채널받침과 분리판 B를 제거하여 스택의 크기(높이)를 도 3에서보다 감축할 수 있다. 이하 실시예 1과 같다.
실시예 8.(대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 공기(음)극 지지체형 단전지를 이용한 스택제작)
먼저 공기(양)극 지지체를 제조하기 위해서 LSM(La0.8Sr0.2MnO3)조성의 분말을 선택하고 여기에 구형의 graphite 분말을 혼합하여 성형 및 열처리하여 최종적으로 약 40%의 다공성 지지체를 제조하였다. 이때 지지체는 도 6(b)에서와 같은 형태로 2면 방향으로만 절곡시켜 50 × 50㎜ 크기에 두께 약 1 내지 2㎜, 하향으로 절곡된 모서리 부분의 높이는 약 3㎜(내측 높이는 1 내지 2㎜), 넓이방향 두께는 약 1 내지 2㎜가 되게 하였다. 이러한 지지체에 잘 알려진 슬러리 코팅법 내지는 화학기상증착법을 이용하여 지르코니아(ZrO2)계, 세리아(CeO2)계, 비스무스산화물(Bi2O3)계, 페로브스카이트(perovskite)계 중의 하나 또는 그 이상의 전해질을 코팅하여 열처리함으로써 최종적으로 약 10∼50㎛ 두께의 치밀한 전해질층을 제조하였다. 다음은 다시 NiO 분말과 이트리아 안정화 지르코니아(ZrO2+8Y2O3, 8YSZ)를 무게비로 50 : 50 혼합한 분말과 20%의 graphite분말을 출발원료로 실시예 1에서와 동일한 인쇄법을 이용하여, 최종적으로 도 6(b)에서와 같이 대향하는 모서리 2면이 하향절곡('∩'자)형인 공기(양)극 지지체형 구조의 SOFC 단전지를 제조하였다.
이러한 형태의 단전지를 이용하여 도 7(도 5참조)에서와 같이 SOFC 스택을 제작하였다. 이하 실시예 7에서와 같다.
실시예 9.(절연판과 분리판의 가스채널의 밀착 구조)
도 7에서와 같이 절연판과 분리판의 가스채널의 밀봉효과를 높이기 위해서는 소량의 밀봉재를 상, 하면에 바르고 스택을 조립한다. 그러나 시간이 경과하면 밀봉재가 하부로 이동하여 연료가스채널로 흘러내려 가스의 흐름을 방해하거나 국부적으로 밀봉기능을 상실하게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 본 발명의 실시예 7, 8과 같이 스택을 제조함에 있어서는 분리판 A에서 단전지와 단전지가 교차하는 사이를 가스채널이 수직하게 지나가는 경우 일정 깊이만큼 가스채널을 낮추고 같은 두께의 판(징검다리 판)을 놓아 가스의 흐름은 방해하지 않으면서 단전지를 경계로 한 분리판 A와 그위에 절연판이 만나는 부위의 밀봉기능을 강화시켰다. 이하 실시예 7, 8에서와 같다.
실시예 10.(단전지와 분리판의 밀봉홈 감축 구조)
실시예 7, 8, 9에서 단전지와 분리판 사이의 밀봉 홈(포켓)을 줄이기 위하여 도 7의 분리판 상에서 단전지와 단전지 사이의 턱을 제거하고 홈의 일부 또는 전체를 연결하여 가공하였다. 홈의 깊이는 변화없이 단지 최가장자리의 가스분배구쪽과 인접한 밀봉흠은 제외하고 단전지와 단전지 사이 부분에서만 턱을 제거하여 결과적으로 약 10㎜ 폭의 홈을 동일한 층에서 수평 또는(과) 수직으로 이웃하는 단전지끼리 공통으로 이용하도록 분리판을 제작하였다. 이하 실시예 7, 8, 9에서와 같다.
실시예 11.(단전지의 절곡부와 절연판이 겹치는 밀봉부분의 제거)
도 7의 절연판에서 중심의 십자가형태 부분은 경우에 따라 제거하여도 밀봉기능에 큰 지장을 초래하지 않는다. 따라서 실시예 7, 8, 9, 10에서 절연판의 십자가부분중 단전지의 절곡부쪽에 인접한 부분이나 혹은 절연판의 가장자리(가스분배구 밀봉을 위한 테두리)를 제외한 십자가형태의 중심부분 전체를 제거한 절연판(10)을 이용하여 스택을 제작하였다. 이하 실시예 7, 8, 9, 10에서와 같다.
본 발명은 단전지의 모서리 말단을 하향으로 절곡시켜 스택적층시 분리판상 위에 유사한 형태의 포켓(혹은 홈)을 만들어 밀봉재를 충진함으로써 연료가스와 산화가스의 혼합을 방지하고 가스밀봉을 간편하게 하며 밀봉재가 충진된 포켓으로 인하여 스택의 승온 및 냉각중에 발생하는 단전지와 분리판사이의 열팽창률 차이를 해소할 수 있다. 또한 외부 환경변화에도 이들 밀봉재들이 흩어지지 않고 포켓에 있으므로 각 단전지에 무리를 가하지 않고 전체 스택을 재 승온 및 냉각하면서 운전할 수 있고 스택조립시 단전지를 분리판상의 포켓 또는 홈에 정확히 놓이게 함으로써 외부에서의 충격이나 열응력에도 안정하게 단전지의 위치를 바로 잡아줄 수 있다. 따라서 본 발명은 전체적으로 SOFC 스택의 수명과 내구성, 운전조건의 향상 및 보수능력을 향상시키는 효과를 거둘 수 있다.

Claims (14)

  1. 연료극(1), 전해질(2), 공기극(3)으로 구성된 고체산화물 연료전지의 단전지 (4)에 있어서, 정방형인 단전지(4)의 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형으로 구성된 지지체형인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지.
  2. 제 1항에 있어서, 다공성의 연료극(1) 지지체에서 말단부분이 수직으로 하향 절곡되어 평판부(31)의 상면 전체와 절곡부(32) 및 지지부(33)의 전체 또는 일부에 치밀한 전해질(2)을 피복하고, 전해질(2)이 피복된 상부에 다공성의 공기극(3)을 피복한 단전지(4)로서 3중막 또는 다중막으로 구성된 연료(음)극 지지체형인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지.
  3. 제 1항에 있어서, 다공성의 공기극(3) 지지체에서 말단부분이 수직으로 하향 절곡되어 평판부(31)의 하면 전체와 절곡부(32) 및 지지부(33)의 전체 또는 일부에 치밀한 전해질(2)을 피복하고, 전해질(2)이 피복된 하부에 다공성의 연료극(1)을 피복한 단전지(4)로서 3중막 또는 다중막으로 구성된 공기(양)극 지지체형인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 모서리 말단 4면 또는 2면이 하향 절곡('∩'자)형 지지체에 박막으로서 지르코니아(ZrO2)계, 세리아(CeO2)계, 비스무스산화물 (Bi2O3)계, 페로브스카이트(perovskite)계 중의 하나 또는 그 이상의 전해질을 코팅하여 열처리함으로써 최종적으로 10∼50㎛ 두께의 치밀한 전해질층을 제조하고, 전해질(2)이 피복된 상부에 공기극(3)을 피복하거나, 전해질(2)이 피복된 하부에 연료극(1)을 피복한 단전지(4)로서 3중막 또는 다중막으로 구성된 지지체형인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 연료극(1), 전해질(2), 공기극(3)으로 구성된 고체산화물 연료전지의 단전지(4)의 모서리 말단 4면이 하향 절곡('∩'자)형인 정방형의 지지체형 단전지를 가스채널이 있는 분리판 A(8)와 밀봉재홈(12)이 파여진 분리판 B(9) 및 채널받침(7)을 결합하여, 단전지(4)와 분리판 사이의 밀봉재홈(12)에 밀봉재를 충전하고 그 상부에 수직으로 단전지(4)를 입설하여 동일한 방법으로 각각의 분리판 및 절연판(10) 그리고 채널받침(7), 집전체 A(13), 단전지(4), 집전체 B(14)를 순차적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조.
  8. 제 7항에 있어서, 절연판(10)에서 밀봉재로 십자가형의 중앙부분의 일부 또는 전체를 제거하여 밀봉홈(12)을 제외한 가스분배구(15) 주위만을 밀봉하여 단전지(4)간의 산화가스 유로(6)를 형성시키는 구조인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조.
  9. 제 7항에 있어서, 분리판 B(9)에서 인접한 밀봉홈(12)의 일부 또는 전체를 상호 연결함으로써 각 단전지간의 밀봉홈(12)을 공통으로 이용하도록 제작된 분리판을 이용하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지 스택구조.
  10. 제 7항에 있어서, 분리판 A(8)와 채널받침(7)을 일체형으로 하여 제작된 분리판을 이용하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 단전지 스택구조.
  11. 연료극(1), 전해질(2), 공기극(3)으로 구성된 고체산화물 연료전지의 단전지 (4)의 모서리 말단의 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형인 정방형의 지지체형 단전지를 가스채널이 있는 분리판 A(8)에 채널과 평행방향으로만 밀봉홈(12)을 파내고, 단전지(4)와 분리판 사이의 밀봉홈(12)에 밀봉재를 충전하고 그 상부에 수직으로 단전지(4)를 입설하며, 가스채널(6) 위에서 인접하는 단전지(4)간에는 직접 밀봉재로 이들을 밀봉하고 동일한 방법으로 각각의 분리판 및 절연판(10) 그리고 집전체 A(13), 단전지(4), 집전체 B(14)를 순차적으로 적층함을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조.
  12. 제 11항에 있어서, 가스채널(6) 위에서 인접하는 단전지(4)와 동일한 폭과 깊이로 채널을 제거하고 평판 또는 징검다리판으로 지지하여 밀봉시켜 연료가스의 유로(6)를 형성시키는 구조인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조
  13. 제 11항에 있어서, 분리판에서 인접한 밀봉홈(12)의 일부 또는 전체를 상호 연결하여 각 단전지간의 밀봉홈(12)을 상호 이용하도록 제작된 분리판 A(8)를 사용하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조.
  14. 제 11항에 있어서, 절연판(10)에서 십자가형 중앙의 일부 또는 전체를 제거하여 가스분배구(15) 주위만을 밀봉함으로써 단전지(4)간의 산화가스 유로(6)를 밀봉하지 않는 구조인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택구조.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011052843A1 (ko) * 2009-10-30 2011-05-05 한국전력공사 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR20180036281A (ko) * 2016-09-30 2018-04-09 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료전지

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10125777C2 (de) * 2001-05-26 2003-07-24 Elringklinger Ag Dichtung
CA2453093C (en) * 2001-07-13 2010-05-25 Ceramic Fuel Cells Limited A fuel cell gas separator plate
AUPS076502A0 (en) 2002-02-26 2002-03-21 Ceramic Fuel Cells Limited A fuel cell gas separator plate
AU2003211785A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-16 Mitsubishi Materials Corporation Solid oxide type fuel cell and separator
US6936366B2 (en) 2002-04-03 2005-08-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Single chamber solid oxide fuel cell architecture for high temperature operation
US20040067406A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-08 David Champion Fuel cell manifold
CN1276537C (zh) * 2002-10-28 2006-09-20 韩国电力公社 具有气体通道的固体氧化物燃料电池
US20040081872A1 (en) * 2002-10-28 2004-04-29 Herman Gregory S. Fuel cell stack with heat exchanger
RU2337431C2 (ru) * 2003-06-09 2008-10-27 Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластик, Инк. Поддерживаемый батареей твердооксидный топливный элемент
US20050003262A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Rajiv Doshi Solid-state fuel cell and related method of manufacture
RU2362239C2 (ru) * 2003-09-10 2009-07-20 БиТиЮ ИНТЕРНЭЙШНЛ, ИНК. Способ изготовления твердого топливного элемента на основе оксида
KR20060132810A (ko) * 2003-09-23 2006-12-22 릴리푸티안 시스템즈 인코포레이티드 응력을 받는 박막 멤브레인 아일랜드
US7722977B2 (en) * 2004-08-20 2010-05-25 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell stack comprising current collector provided at least at one fluid passage
US7803493B2 (en) * 2004-09-29 2010-09-28 General Electric Company Fuel cell system with separating structure bonded to electrolyte
US20090162715A1 (en) * 2005-10-20 2009-06-25 Henkel Corporation Polyisobutylene compositions with improved reactivity and properties for bonding and sealing fuel cell components
US8066288B2 (en) * 2005-10-20 2011-11-29 Henkel Corporation Components comprising polyisobutylene compositions
WO2007082209A2 (en) * 2006-01-09 2007-07-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Fuel cell components having porous electrodes
CA2637064C (en) * 2006-01-17 2015-11-24 Henkel Corporation Bonded fuel cell assembly, methods, systems and sealant compositions for producing the same
WO2007084472A2 (en) * 2006-01-17 2007-07-26 Henkel Corporation Sealant integrated fuel cell components and methods and systems for producing the same
ES2601053T3 (es) * 2006-01-17 2017-02-14 Henkel IP & Holding GmbH Conjunto de celda de combustible unido y métodos y sistemas para producir el mismo
KR101465804B1 (ko) * 2006-01-17 2014-11-26 헨켈 유에스 아이피 엘엘씨 Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지
AU2007234833B2 (en) * 2006-04-05 2010-03-25 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. A SOFC stack having a high temperature bonded ceramic interconnect and method for making same
US8883366B2 (en) * 2006-11-27 2014-11-11 Ngk Insulators, Ltd. Device with ceramic thin plate member and metal thin plate member
US8197979B2 (en) * 2006-12-12 2012-06-12 Corning Incorporated Thermo-mechanical robust seal structure for solid oxide fuel cells
JP2008159447A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Shinko Electric Ind Co Ltd 固体酸化物型燃料電池発電装置
WO2008143657A1 (en) * 2006-12-28 2008-11-27 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc Bilayer interconnnects for solid oxide fuel cells
WO2008085488A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Titanate and metal interconnects for solid oxide fuel cells
KR100821039B1 (ko) * 2007-04-24 2008-04-08 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 스택 및 그 제조방법
KR100858423B1 (ko) * 2007-07-24 2008-09-17 한국과학기술원 고체산화물 연료전지의 연료극 및 전해질 제조방법
TWI373880B (en) * 2008-10-16 2012-10-01 Iner Aec Executive Yuan Solid oxide fuel cell and manufacture method thereof
JP5348710B2 (ja) * 2008-12-18 2013-11-20 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド ドーピングによる高度焼結性チタン酸ランタンストロンチウム相互接続
US8268504B2 (en) * 2008-12-22 2012-09-18 General Electric Company Thermomechanical sealing of interconnect manifolds in fuel cell stacks
KR101430286B1 (ko) * 2010-12-16 2014-08-14 주식회사 효성 연료전지의 바이폴라 플레이트의 제조 방법
CN104025358B (zh) 2011-12-22 2016-10-05 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 包括陶瓷互连材料和经部分稳定的氧化锆的固体氧化物燃料电池互连件
KR101672077B1 (ko) * 2013-08-21 2016-11-04 포항공과대학교 산학협력단 고체산화물 연료전지에 있어서 단위 셀과 분리판 제작 및 이를 이용한 스택 제작 방법
KR101534552B1 (ko) * 2013-09-04 2015-07-10 주식회사 포스코 연료전지
US9923218B2 (en) * 2015-12-15 2018-03-20 Doosan Fuel Cell America, Inc. Fuel cell electrolyte management device
KR101856311B1 (ko) 2016-03-10 2018-05-09 현대자동차주식회사 막전극 접합체 및 이를 포함하는 연료전지
WO2018037302A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 King Abdullah University Of Science And Technology Doped bismuth oxide thin films, electrochemical devices, methods of making, and use thereof
KR102436425B1 (ko) * 2017-06-14 2022-08-26 현대자동차주식회사 막전극 접합체 및 이를 포함하는 연료전지 셀 프레임과 그 제조방법
EP3667793A4 (en) * 2017-08-10 2020-08-12 Nissan Motor Co., Ltd. FUEL CELL STACK

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0395865A (ja) * 1989-09-07 1991-04-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 固体電解質型燃料電池
JPH05166518A (ja) * 1991-12-12 1993-07-02 Ngk Insulators Ltd 固体電解質型燃料電池の単電池及びこれを用いた発電装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5292599A (en) 1991-09-27 1994-03-08 Ngk Insulators, Ltd. Cell units for solid oxide fuel cells and power generators using such cell units
JP3007814B2 (ja) * 1994-10-03 2000-02-07 大阪瓦斯株式会社 燃料電池
US5882809A (en) * 1997-01-02 1999-03-16 U.S. The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Solid oxide fuel cell with multi-unit construction and prismatic design
US5770327A (en) * 1997-08-15 1998-06-23 Northwestern University Solid oxide fuel cell stack
US6296962B1 (en) * 1999-02-23 2001-10-02 Alliedsignal Inc. Design for solid oxide fuel cell stacks

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0395865A (ja) * 1989-09-07 1991-04-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 固体電解質型燃料電池
JPH05166518A (ja) * 1991-12-12 1993-07-02 Ngk Insulators Ltd 固体電解質型燃料電池の単電池及びこれを用いた発電装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011052843A1 (ko) * 2009-10-30 2011-05-05 한국전력공사 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR101226489B1 (ko) * 2009-10-30 2013-01-25 한국전력공사 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR20180036281A (ko) * 2016-09-30 2018-04-09 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료전지
KR102083710B1 (ko) * 2016-09-30 2020-03-02 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료전지

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