KR100804243B1 - 고체산화물 연료전지용 분리판 - Google Patents

고체산화물 연료전지용 분리판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고체산화물 연료전지용 분리판에 있어서, 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 페라이트계 스테인레스 강판표면에 코팅하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라서, 본 발명은 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 페라이트계 스테인레스 스틸에 코팅함으로써 고온의 산화분위기에서 스테인레스 스틸의 표면에 내산화성과 전도성이 우수한 산화물을 형성시키는 효과가 있다.
고체산화물 연료전지, 분리판, 코팅, 스테인레스 강판

Description

고체산화물 연료전지용 분리판{Separator for Solid oxide fuel cell}
본 발명은 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell: SOFC)용 분리판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 페라이트계 스테인레스 스틸에 코팅함으로서 우수한 내산화성과 전기전도성을 갖는 분리판에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지에 사용되는 분리판은 내산화성 및 고온전도성이 우수하여야 한다. 왜냐하면 분리판은 한 셀의 양극과 이웃하는 셀의 음극을 전기적으로 연결하는 역할을 하기 때문이다. 지금까지 고체산화물 연료전지 분리판으로 사용된 여러 가지 합금에는 크게 Cr를 기본으로 하는 Cr계 합금, Fe를 기본으로 하는 Fe-Cr 합금, 및 Ni을 기본으로 하는 Ni계 초합금 등이 있다.
먼저 Cr계 합금은 고온에서 안정한 Cr2O3 산화물을 형성하기 때문에 SOFC 분리판으로 개발되어 왔다. 또한 Cr계 합금은 열팽창계수가 SOFC를 구성하는 다른 세라믹 재료와 유사하며, 고온에서의 기계적 성질이 우수한 장점을 가진다. Cr계 합금개발 연구는 Cr2O3 산화물의 밀착성을 증가시키고, 성장속도를 낮출 수 있는 합금 을 개발하는 쪽으로 진행되어 왔다. 이러한 목표를 만족시키기 위하여, 대부분의 Cr계 합금에는 Y, La, Ce, Zr 같은 원소를 ODS형태로 첨가하게 된다. 대표적인 Cr계 합금인 Cr-5Fe-1Y2O3와 Cr-0.4La2O3 등이 이런 배경에서 개발되었다고 볼 수 있다. Plansee Company의 Cr-5Fe-1Y2O3는 원래 1000℃ 정도의 고온에서 작동되는 평탄형 SOFC의 세라믹 연결재를 대체하기 위하여 개발하였는데, 장기안정성에 문제가 있어 사용에 한계가 있다. 따라서 작동온도가 800℃ 이하의 온도에서 적용을 하여야 하지만, Cr-5Fe-1Y2O3를 800℃ 이하의 SOFC용 분리판으로 사용하는 경우는 거의 없다. 왜냐하면 IT SOFC의 온도범위(650～800℃)에서는, 가공성이 나쁘고 가격이 비싼 Cr계 합금 대신에 Fe계나 Ni계 합금을 적용할 수 있기 때문이다.
이미 기존에 상업적으로 사용되고 있는 Ni계 합금이 SOFC용 분리판으로 적용되어 연구되고 있다. Ni계 초합금인 Haynes 230, Inconel 625, Inconel 718 등이 사용되고 있는데, Haynes 230이 가장 높은 전기전도성을 보여주는 것으로 알려져 있다. 이는 Haynes 230의 산화거동과 관련이 있는데, Haynes 230 합금이 가장 작은 산화성장 속도를 가지기 때문이다. 하지만 Haynes 230합금도 SOFC 요구수명을 충분하게 만족시키지는 못하기 때문에, 사용에 한계가 있다.
한편 Fe-Cr 합금에는 Hitachi Metals에서 개발한 ZMG232와 ThyssenKrupp에서 개발한 Crofer22이다. ZMG232는 22%의 Cr를 함유하고, 0.04%의 La과 0.22%의 Zr를 첨가한 Ferritic Fe-22Cr 합금이다. ZMG232의 특징을 간단하게 살펴보면, 열팽창계수가 12.8×10-6/℃이며, 700~1000℃의 온도범위에서 기존의 STS430보다 우수한 내 산화성과 전기전도성을 보인다고 보고하고 있다. 이는 산화분위기에서 표면에 형성되는 산화물의 특성과 관련이 있다고 말하고 있다. 즉 ZMG232 합금의 경우에는 산화물의 조직이 치밀하고 밀착성이 높으며, 전기전도성이 우수한 구조를 가지기 때문이라고 한다. 한편 ThyssenKrupp에서 개발한 Crofer22는 원래 자동차 APU(Auxiliary Power Unit)용으로 개발한 Ferritic Fe-Cr 합금이다. Crofer22의 특징을 살펴보면, Cr의 증발을 최소화하고, 열팽창계수를 낮추기 위하여 0.08%의 La을 미량 포함하는 것이다. 여기에 Mn과 Ti를 첨가하여, 고온의 산화분위기에서, 산화물 구조를 상층의 MnCr2O4와 하층의 Cr2O3를 형성시킨다. 여기서 스피넬 구조의 비절연성 MnCr2O4산화물은 Cr의 증발을 방지하는 기능도 가진다. 또한 Crofer22는 ZMG232보다도 전기전도도 특성이 우수한 것으로 알려져 있다.
그러나 분리판은 고체산화물 연료전지 작동환경에서 표면에 산화물을 형성하기 때문에, 저항이 증가하여 전기전도성이 감소하게 된다. 즉 분리판의 전기전도성은 금속 자체가 가지는 전기전도성보다는 표면에 형성된 산화물의 전기전도성에 의존한다. 따라서 표면에 전도성이 우수한 산화물을 형성하는 것이 중요하다. 고체산화물 연료전지용 분리판이 대부분 Cr2O3-former를 바탕으로 설계하는 이유가 바로 이것 때문이다. 두 번째 큰 문제점은 Cr2O3-former형 분리판은 고체산화물 연료전지 가동 환경에서 휘발성의 Cr(Ⅵ)를 만든다는 것이다. 이들 Cr(Ⅵ)는 전지의 정상적인 전기화학반응을 방해하여 전지의 성능을 감소시키는 요인으로 작용한다. 바로 이러한 두 가지의 모순적인 문제점 때문에, 분리판을 개발함에 어려움이 있다. 따 라서 고체산화물 연료전지용 분리판 개발은 합금개발 자체와 함께, 표면특성을 제어하기 위한 표면처리 기술이 병행되기도 한다.
기존의 상품화된 STS444와 STS430같은 페라이트계 스테인레스 강판을 코팅하지 않고 그대로 사용하면 표면에 스피넬 구조의 MnCr2O4와 Corundum구조의 Cr2O3산화물이 형성된다. 산화물의 상만을 비교하면, 고체산화물 연료전지 분리판으로 개발된 Crofer22APU 합금이나 ZMG232와 동일하다. 그러나 페라이트계 스테인레스 강판은 Mn의 농도가 작고 La같은 희토류 금속성분을 포함하고 있지 않기 때문에, 고체산화물 연료전지 분리판으로 개발된 Crofer22 합금이나 ZMG232보다 전기전도성이 떨어진다. 즉 SUS444와 Crofer22APU 재료를 가지고, 고온의 산화분위기에서 동일한 조건에서 산화시킨 후, ASR 값을 측정하면 Crofer22APU 합금의 ASR 값이 작게 나타난다. 이는 SUS444에 형성된 산화물 보다는 Crofe22APU 재료의 표면에 형성된 산화물의 ρ(Resistivity) 값이 매우 작음을 의미한다. 왜냐하면 Crofer22APU 합금은 미량의 란탄(La)과 함께, 망간(Mn)을 적절히 첨가함으로, 표층에 전기전도성이 우수한 산화물층을 형성할 수 있도록 설계되었기 때문이다.
고체산화물 연료전지용 분리판의 연구흐름은 합금개발과 함께, 표면특성을 강화하기 위하여 표면에 코팅하는 기술이 소개되고 있다. 코팅물질은 기존 제품의 내산화성 및 전기전도성을 증가시키고 Cr 증발을 방지하기 위하여, LSM, LSC, LSCF 같은 Perovskite 구조의 산화물을 코팅한다. 코팅방법은 Spray pyrosis, PVD, 용사, Slurry coating 등 다양한 기술이 적용되고 있다. 지금까지 Perovskite 세라믹 코팅기술과 관련된 기술을 요약해보면, 무엇보다도 코팅층은 전자전도성이 우수하여야 하고, 열팽창계수가 이웃하는 구성요소와 유사하여야 한다. 그리고 코팅층의 밀착성이 우수하여 박리가 일어나지 않아야 한다. 이는 코팅층의 내열응력성과도 밀접한 관계를 가진다. 두 번째는 고온에서 장시간 노출하였을 때, 코팅층과 기판의 계면에서 스피넬 구조의 MnCr2O4, CoCr2O3, CoFe2O4 같은 산화물이 형성되는 것이 유리하다는 것이다. 왜냐하면 이들 산화물은 비절연성이기 때문에, 계면에서의 접촉저항을 크게 증가시키지는 않는다. 대신에 절연성의 SrCrO4나 La2O3 같은 산화물이 반응물로 형성되면 코팅층의 전기전도성을 크게 저하시키게 된다. 세 번째는 코팅층의 조직이 치밀하여야 한다. 이는 외부로부터 코팅층을 통해 안쪽으로 확산하는 산소의 이동을 방지하고, 기판으로부터 Cr성분의 외부확산을 방지할 수 있기 때문이다. 따라서 코팅층이 같은 Perovskite상을 갖는다 하더라도, 코팅층의 성분, 코팅층의 조직 및 구성에 따라 다른 특성을 가질 수 있다. 특히 코팅층의 조직제어는 코팅공정과 밀접한 관계를 가지기 때문에, 경제성이 있으면서 우수한 물성의 코팅층을 가지는 적절한 코팅방법을 적용할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 고체산화물 연료전지용으로 사용되는 기존의 페라이트계 스테인레스 스틸에 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 코팅함으로서 고온의 산화분위기에서 스테인레스 스틸의 표면에 전도성이 우수한 산화물을 형성시켜 우수한 내산화성과 전기 전도성을 갖는 분리판을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체산화물 연료전지용 분리판은 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 페라이트계 스테인레스 강판표면에 코팅하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는 상기 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물에서 상기 망간(Mn)은 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물의 중량%에 대해 90중량%이하로 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는 상기 란탄(La)-망간(Mn) 혼합물에서 상기 망간(Mn)은 란탄(La)-망간(Mn) 혼합물의 중량%에 대해 90중량%이하로 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는 상기 코팅은 50Å 내지 1000Å의 두께인 것을 특징으로 한다.
상기의 특징을 갖는 본 발명의 고체산화물 연료전지용 분리판은 기존의 상업화된 페라이트계 스테인리스 강판인 SUS444를 사용하였다. 다음으로 여러 가지 합금조성을 가지는 Mn-Y 또는 Mn-La 코팅층을 제조하기 위하여, 전자빔 증착법(EB evaporation)을 사용하였다. 합금코팅을 위해 하나의 알루미나 도가니 안에 Mn-Y 코팅층을 만들기 위하여 망간(Mn) 및 이트륨(Y)을 일정 비율로 장입시킨 후, 전자빔을 이용하여 코팅을 하였다. 그리고 Mn-La 코팅층을 만들기 위하여 망간(Mn) 및 란탄(La)을 일정 비율로 장입시킨 후, 전자빔을 이용하여 코팅을 하였다. 진공증착 시 코팅조건은 기판의 온도를 250℃로 고정하였고, 진공도는 5×10-5torr 이하로 유지하였다.
상기 고체산화물 연료전지에서 분리판 재료로 사용되는 Fe-Cr-Mn 합금에서 Mn성분의 역할은 두 가지 기능을 가질 수 있다. 즉 표면에 스피넬의 산화물을 만들어서 고온전도성을 증가시고, 동시에 Cr증발을 방지하는 기능이다. 따라서 본 발명에서 코팅층을 구성하는 망간(Mn)성분은 고온의 산화분위기에서 표면에 전도성이 우수한 MnxCryO4같은 스피넬 구조를 형성하는 역할을 하기 위하여 첨가하였다.
한편 고체산화물 연료전지의 분리판 재료로 사용되는 Fe-Cr 합금에서 이트륨(Y)과 란탄(La)의 역할은 두 가지 측면인데, 하나는 La이 직접, 또는 간접적으로 합금의 전기전도성에 관여할 수 있다는 측면이다. 다른 하나는 표면에 형성되는 다른 산화물의 산화거동에 효과적으로 참여하여, 성장속도를 줄여서 합금의 전기전도성을 증가시킨다는 것이다. 따라서 본 발명에서는 미량의 이트륨(Y)과 란탄(La)은 고온분위기에서 산화물의 성장속도를 줄이고, 산화물의 접착력을 증대시킬 목적으로 첨가하였다.
상기 망간(Mn)-이트늄(Y) 혼합물의 비율에서 망간(Mn)이 90중량%이하이어야 우수한 내산화성과 전도성을 갖는 코팅층을 얻을 수 있다. 상기 망간의 혼합율이 90중량% 초과이면, 비전도성의 망간산화물이 우선적으로 형성되어 전도성에 악영향을 주게 된다. 따라서, 망간-이트늄 혼합 비율에서 이트늄의 첨가량이 최소한 전체의 10중량% 이상은 되어야 한다.
또한, 상기 이트늄(Y) 또는 망간(Mn)-이트늄(Y) 혼합물의 코팅두께는 50Å 내지 1000Å인 것이 바람직한데 코팅두께가 50Å 미만이면 전도성 증가 효과가 미미하고, 1000Å초과이면 코팅층의 박리가 발생한다.
상기 망간(Mn)-란탄(La) 혼합물의 비율은 망간(Mn) 90중량%이하이어야 우수한 내산화성과 전도성을 갖는 코팅층을 얻을 수 있다. 상기 망간의 혼합율이 90중량% 초과이면, 비전도성의 망간산화물이 우선적으로 형성되어 전도성에 악영향을 주게 된다. 따라서, 망간-란탄 혼합 비율에서 란탄의 첨가량이 최소한 전체의 10중량% 이상은 되어야 한다.
또한, 상기 란탄(La) 또는 망간(Mn)-란탄(La) 혼합물의 코팅두께는 50Å 내지 1000Å인 것이 바람직한데 코팅두께가 50Å 미만이면 전도성 증가 효과가 미미하고, 1000Å초과이면 코팅층의 박리가 발생한다.
최종적으로 본 발명에서는 이들 합금층의 첨가량 및 두께의 비율에 따른 품질특성을 비교, 평가하여 최적의 특성을 보이는 Y, Mn-Y 또는La, Mn-La 합금층을 도출하고자 하였다.
코팅처리된 시험편의 품질특성평가를 위해 내산화성 및 고온전도성을 평가하였다. 첫 번째로 내산화성을 측정하기 위하여 700℃의 공기분위기에서 2000시간 동안 노출시킨 후, 시험편의 무게증가량을 측정하였다. 평가기준은 무게증가량(g/m2)이 0.5이하이면 ◎, 0.5에서 1이면 ○, 1이상이면 × 로 하였다. 두 번째로 코팅층의 전도성을 측정하기 위하여, 700℃ 공기분위기에서 2000시간동안 노출시킨 후, ASR(Area specific resistance)를 측정하였다. 평가기준은 ASR값이 0.01Ω㎠이하이 면 ◎, 0.01에서 0.015Ω㎠이면 ○, 0.015Ω㎠ 이상이면 ×로 하였다.
이하 본 발명의 실시예를 통하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
(실시예1∼실시예3)
기존의 상업화된 페라이트계 스테인리스 강판인 STS444를 코팅용 기판으로 사용하였고, 전자빔 증착법을 이용하여 Mn-Y 코팅층을 제조하였다. 여기서 코팅두께는 50Å으로 하였다. 실시예(1)에서 실시예(3)은 합금층에서 Mn의 농도를 0에서 90wt%로 하였고, 나머지는 Y을 첨가하였다. 즉 실시예(1)에서는 Mn의 농도를 0wt%로 하고 Y의 농도를 100wt%로 하였고, 실시예(2)에서는 Mn의 농도를 20wt%, Y의 농도를 80wt%, 실시예(3)에서는Mn의 농도를 90wt%, Y의 농도를 10wt%로 하여 코팅층을 형성하였다. 코팅처리된 시험편의 품질특성평가를 위해 내산화성 및 고온전도성을 평가하였다.
(실시예4∼실시예6)
실시예 1과 같은 방법으로 Mn-Y 코팅층을 형성함에 있어서, 코팅층의 두께를 200Å으로 고정하였고, 코팅층에 Mn과 Y의 농도를 변화시켰다. 즉 실시예(4)에서는 Mn의 농도를 0wt%로 하고 Y의 농도를 100wt%로 하였고, 실시예(5)에서는 Mn의 농도를 20wt%, Y의 농도를 80wt%, 실시예(6)에서는 Mn의 농도를 90wt%, Y의 농도를 10wt%로 하여 코팅층을 형성하였다. 코팅처리된 시험편의 품질특성평가를 위해 내산화성 및 고온전도성을 평가하였다.
(실시예7∼실시예9)
실시예 1과 같은 방법으로 Mn-Y 코팅층을 형성함에 있어서, 코팅층의 두께를 1000Å으로 고정하였고, 코팅층에 Mn과 Y의 농도를 변화시켰다. 즉 실시예(7)에서는 Mn의 농도를 0wt%로 하고 Y의 농도를 100wt%로 하였고, 실시예(8)에서는 Mn의 농도를 20wt%, Y의 농도를 80wt%, 실시예(9)에서는 Mn의 농도를 90wt%, Y의 농도를 10wt%로 하여 코팅층을 형성하였다. 코팅처리된 시험편의 품질특성평가를 위해 내산화성 및 고온전도성을 평가하였다.
(실시예10∼실시예12)
기존의 상업화된 페라이트계 스테인리스 강판인 STS444를 코팅용 기판으로 사용하였고, 전자빔 증착법을 이용하여 Mn-La 코팅층을 제조하였다. 여기서 코팅두께는 300Å으로 하였다. 실시예 10에서 실시예 12는 합금층에서 Mn의 농도를 0에서 90wt%로 하였고, 나머지는 La을 첨가하였다. 즉 실시예 10에서는 Mn의 농도를 0wt%로 하고 La의 농도를 100wt%로 하였고, 실시예 2에서는 Mn의 농도를 20wt%, La의 농도를 80wt%, 실시예 3에서는 Mn의 농도를 90wt%, La의 농도를 10wt%로 하여 코팅층을 형성하였다. 코팅처리된 시험편의 품질특성평가를 위해 내산화성 및 고온전도성을 평가하였다.
(비교예1)
코팅이 전혀 되지 않은 페라이트계 스테인리스 강판인 STS444를 가지고 내산화성 및 전도성을 평가하였다.
(비교예2∼비교예3)
비교예 2 및 비교예 3은 코팅층의 두께를 1500Å로 고정하였고, 비교예 2는 Y을, 비교예 3에서는 La을 100% 코팅하여 내산화성 및 전도성을 평가하였다.
(비교예4)
코팅층의 두께를 300Å로 고정하였고, Mn을 100% 코팅하여 내산화성 및 전도성을 평가하였다.
구분 두께(Å) 조성(중량%) 내산화성 전도성
Mn Y La
실시예1 50 0 100 0 ◎ ○
실시예2 50 20 80 0 ◎ ◎
실시예3 50 90 10 0 ○ ○
실시예4 200 0 700 0 ◎ ○
실시예5 200 20 80 0 ◎ ◎
실시예6 200 90 10 0 ○ ◎
실시예7 1000 0 100 0 ○ ○
실시예8 1000 20 80 0 ○ ◎
실시예9 1000 90 10 0 ○ ◎
실시예10 300 0 100 100 ◎ ○
실시예11 300 20 80 80 ◎ ◎
실시예12 300 90 10 10 ○ ◎
비교예1 0 0 100 0 × ×
비교예2 1500 0 100 0 × ×
비교예3 1500 0 100 100 × ×
비교예4 300 100 0 0 × ×
이상과 같은 본 발명은 페라이트계 스테인레스 스틸에 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나를 코팅함으로서 고온의 산화분위기에서 스테인레스 스틸의 표면에 내산화성과 전도성이 우수한 산화물을 형성시키는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 고체산화물 연료전지용 분리판에 있어서,
    페라이트계 스테인레스 강판으로 구성되며,
    상기 페라이트계 스테인레스 강판의 표면은 이트늄(Y), 란탄(La), 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물, 란탄(La)-이트늄(Y) 혼합물 중 선택된 어느 하나로 코팅되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물에서 상기 망간(Mn)은 이트늄(Y)-망간(Mn) 혼합물의 중량%에 대해 90중량%이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 란탄(La)-망간(Mn) 혼합물에서 상기 망간(Mn)은 란탄(La)-망간(Mn) 혼합물의 중량%에 대해 90중량%이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅은 50Å 내지 1000Å의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05205753A (ja) * 1992-01-30 1993-08-13 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 固体電解質型燃料電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05205753A (ja) * 1992-01-30 1993-08-13 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 固体電解質型燃料電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979052B1 (ko) 2008-12-23 2010-08-30 주식회사 포스코 평판형 고체산화물 연료전지용 분리판, 이를 포함하는 연료전지 및 이들의 제조방법

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