KR100917610B1 - 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법 - Google Patents

고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단전지들을 상호 연결하고 스택의 전류를 집전하는 금속연결재의 표면에 보호 코팅을 형성하기 위한 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명은, 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및
코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(I a )를 설정하고, 최대전류밀도(I p )와 전류인가시간(T on ) 및 전류차단시간(T off )을 I a = I p × T on / (T on +T off )을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법을 개시한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전기전도성과 크롬 휘발 억제 특성이 우수하며 미세균열 및 미세기공의 발생이 최소화되는 코팅 표면을 갖는 금속연결재를 얻을 수 있어, 고체산화물 연료전지의 성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
고체산화물 연료전지, 금속연결재, 코발트, 펄스도금, 스피넬

Description

고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법{Method for coating metallic interconnect of solid oxide fuel cell}
본 발명은 고체산화물 연료전지에 관한 것으로서, 특히 단전지들을 상호 연결하고 스택의 전류를 집전하는 금속연결재의 표면에 보호 코팅을 형성하기 위한 코팅방법에 관한 것이다.
최근 산업 발달과 경제 성장에 따라 전력 수요가 점차 증가하고 있는 추세에서, 전력 생산에 필요한 석유나 석탄과 같은 화석 연료의 사용으로 인해 대기오염과 기상이변 등의 환경 문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이다. 특히, 화석 연료의 사용에 따른 이산화탄소의 배출은 지구 온난화와 각종 환경 오염의 주범으로 지목되고 있기 때문에, 화석 연료를 대체할 청정 에너지원으로서 태양광/태양열 에너지, 바이오 에너지, 풍력 에너지, 수소 에너지에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 청정 에너지원 중에 수소를 연료로 하는 연료전지 분야에 대한 연구 도 활발한데, 연료전지는 발전(發電)에 따른 공해물질의 배출이 없기 때문에 미래의 발전 기술로 평가되고 있으며, 발전소 건설에 필요한 부지 및 송/변전 시설이 요구되지 않아 우리나라의 실정에 매우 적합한 대체 에너지로 주목되고 있다.
연료전지는 전해질의 종류에 따라 인산형(PAFC : Phosphoric Acid Fuel Cell), 용융탄산염형(MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell), 고체산화물형(SOFC : Solid Acid Oxide Fuel Cell), 고체 고분자 전해질형(PEFC : Polymer Electrolyte Fuel Cell 또는 PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 등으로 분류되며, 그 작동 온도는 인산형이 약 200℃, 용융탄산염형이 약 650℃, 고체산화물형이 약 1000℃, 고체 고분자 전해질형이 약80℃ 전후이다.
이 가운데, 고체산화물형 연료전지는 산소 이온 전도성을 띄는 고체산화물을 전해질로 사용하는데, 연료전지로서의 효율이 가장 높을 뿐만 아니라, 가스 터빈과의 열병합 발전에 의한 발생열을 포함하여 효율을 85%까지 향상시킬 수 있으며, 다양한 연료를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또, 고체산화물형 연료전지의 전해질은 고체상이기 때문에 전해질의 손실과 보충이 불필요하고, 귀금속 촉매를 사용할 필요가 없으며, 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다.
이러한 고체산화물형 연료전지의 단전지(unit cell) 출력성능은, 여러 분극 손실(polarization loss) 등과 같은 원인에 의해 감소하기도 하고, 고체산화물 연료전지의 단전지를 금속연결재(metallic interconnect) 사이로 여러 장 적층할 때 금속연결재와 전지와의 접촉 저항으로 인해 영향을 받기도 한다.
연료전지에서 금속연결재의 주요 기능은 전지 스택(stack)의 셀(cell)과 셀 사이를 전기적으로 연결시켜주는 역할과 셀 내에서 공급가스가 서로 혼합되지 않도록 차단하는 역할을 하는 것으로 바이폴라 판(bipolar plate) 또는 분리판(separator)로도 불리운다.
현재, 고체산화물 연료전지의 금속연결재 소재로는 STS430, STS444와 같은 스테인리스강이 사용되고 있는데, 새로이 개발된 크로퍼(Crofer 22 APU)가 사용될 수도 있지만 상용화시 요구되는 4만 시간까지의 내구성 발현이 매우 어려운 실정이며, 이를 위해 새로운 합금의 개발과 기존 소재의 표면에 보호 코팅을 적용하는 연구의 필요성이 대두되고 있다.
고체산화물 연료전지용 금속연결재에 보호 코팅을 하는 소재로서, 고온에서 전기전도성이 우수한 란타늄 크로마이트(Lanthanum chromite : LaCrO3)를 베이스로 하는 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 세라믹 소재들이나, 고온 전도성이 우수하고 크롬 휘발 방지특성이 우수한 것으로 알려진 (Mn,Co)304를 베이스로 하는 스피넬(spinel) 구조의 세라믹 소재들, 또는 스피넬 구조를 형성하는 전이원소들인 망간·코발트·니켈·구리·크롬 등의 금속 소재들이 다양하게 연구되고 있다. 이 가운데, 스피넬 구조를 형성하는 전이금속을 보호 코팅으로 형성하는 방법으로는, 스퍼터링(sputtering), 슬러리 스프레이법(slurry-spraying), 전기도금법(electrodeposition), 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 등이 시도되고 있다.
최근에 시도되고 있는 연구 중에 전기도금법은 설비 장치가 간단하고 비용이 저렴하여 향후 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 대량 생산시 적합한 방법으로 여겨지고 있으며, 그 중 하나가 직류도금법이다.
그런데, 직류도금법을 이용한 코팅시에는 미세한 입자의 치밀한 코팅층을 얻기 위해서는 높은 전류밀도를 인가해 주어야 하지만, 일정한 한계 전류밀도 이상에서는 물질전달 제한 조건에 의해 코팅하고자 하는 기판 주변에 도금 이온이 고갈되어 농도 분극이 발생하게 된다. 이에 따라 도금 표면이 불균일하게 되고, 치밀한 코팅층을 형성할 수 없게 되는 문제가 있다. 또, 직류도금법을 이용한 코발트 보호 코팅시에는 코팅층의 입자가 조대하여 코팅층 내부에 미세균열(micro-crack) 및 미세기공(micro-pore)이 형성되기도 한다. 이러한 미세균열과 미세기공은 고체산화물 연료전지의 작동시 금속연결재로부터 크롬(Cr(Ⅳ)) 가스 휘발을 유발하여 금속연결재 표면 산화막의 박리나 공기극 오염의 문제를 일으키고, 고체산화물 연료전지의 전기화학적 반응을 저해하는 요소로 작용한다.
따라서, 종래에는 시도되지 않았던 전기도금법을 이용한 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 보호 코팅 기술의 확립을 위한 연구가 필요하며, 보호 특성이 우수한 도금 조건을 확립하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 실정을 감안한 것으로서, 치밀한 보호 코팅을 형성할 수 있고, 코팅층의 미세균열 및 미세기공의 발생을 최소화할 수 있는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법을 제공함에 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(I a )를 설정하고, 최대전류밀도(I p )와 전류인가시간(T on ) 및 전류차단시간(T off )을 하기 수학식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법을 개시한다.
수학식1
I a = I p × T on / (T on +T off )
여기서, 상기 전류인가시간(Ton)은 0.002∼0.005초, 상기 전류차단시간(Toff)은 0.005∼0.008초, 상기 최대전류밀도(Ip)는 100∼250mA/㎠, 상기 평균전류밀 도(Ia)는 30∼50mA/㎠의 조건으로 펄스도금을 실시할 수 있다.
또, 상기 전처리 과정은, 실리콘 카바이드 연마지로 금속연결재의 표면을 연마하고, 10% NaOH 수용액과 아세톤으로 상기 금속연결재의 표면 불순물을 세척하며, 10% HCl 용액으로 상기 금속연결재의 표면 미세 스케일을 제거한 뒤, 30∼60초간 산세하는 과정을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 애노드는 상기 캐소드의 1∼1.5배 크기이고, 애노드와 캐소드 간의 거리는 캐소드 너비의 1∼2배인 구성으로 개시될 수 있다.
또, 상기 도금용액은 코발트 황산염(CoSO4·7H2O)과 코발트 염화물(CoCl2·6H2O)의 와츠 배스에 수산화코발트 수용액이나 묽은 염산 용액에 의해 pH 2∼4로 유지된 것이 적용될 수 있다.
또한, 상기 펄스도금의 실시 후에 금속연결재와 도금 코팅층의 결합력을 강화할 수 있도록 800℃ 환원 분위기(10% H2 + 90% N2)에서 2∼20시간 동안 열처리하는 과정이 추가될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전기전도성과 크롬 휘발 억제 특성이 우수하며 미세균열 및 미세기공의 발생이 최소화되는 코팅 표면을 갖는 금속연결재를 얻을 수 있어, 고체산화물 연료전지의 성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
고체산화물 연료전지의 작동시 고온에서 금속연결재의 표면에 형성되는 크롬산화물 스케일로 인해 유발되는 문제점에는 스케일 박리로 인한 밀봉 특성의 저하 및 스케일로부터 크롬 휘발로 인한 공기극 오염 등이 있으며, 이러한 문제점들 때문에 고체산화물 연료전지의 출력 성능과 장기 내구성이 감소하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 금속연결재의 표면에 펄스도금을 통해 전기전도성과 크롬 휘발 억제 특성이 우수한 스피넬(spinel) 층을 형성하는 전이금속 중의 하나인 코발트를 코팅함으로써, 고온의 산화 분위기에서 전기전도성을 향상시키고, 크롬산화물의 성장과 휘발을 억제하여 공기극의 오염을 방지하여, 고체산화물 연료전지의 출력 성능 및 장기 내구성을 개선하게 된다.
먼저, 금속연결재에 대한 펄스도금을 실시하기에 앞서, 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리를 실시하며, 그 과정은 다음의 단계로 이루어진다. 첫째, 실리콘 카바이드(SiC) 연마지(바람직하게는, 거칠기가 ＃100∼2000번인 연마지)를 이용하여 금속연결재의 표면을 연마한다. 둘째, 10% NaOH 수용액과 아세톤으로 상기 금속연결재의 표면 불순물을 세척해낸다. 셋째, 10% HCl 용액으로 상기 금속연결재의 표면 미세 스케일을 제거한 뒤, 30∼60초간 산세(pickling)를 실시한다.
위와 같이 전처리 과정을 마친 금속연결재를 대상으로 펄스도금장치를 이용하여 펄스도금을 실시한다.
첨부도면 도 1은 본 발명에 따라 고체산화물 연료전지용 금속연결재를 코팅하기 위한 펄스도금장치를 나타낸 개념도이다. 도시된 것처럼, 도금용액(L)이 담긴 도금조(1) 내에 애노드(2)와 캐소드(3)가 각각 침지되어 있고, 이들 애노드(2)와 캐소드(3)는 펄스발생장치(4)에 연결되어 있다.
상기 도금용액은 상온의 코발트 도금용액으로서, 코발트 황산염(CoSO4·7H2O)과 코발트 염화물(CoCl2·6H2O)의 와츠 배스(Watts bath)에 수산화코발트 수용액이나 묽은 염산 용액에 의해 pH 2∼4로 유지된 것이 적용된다. 코발트 황산염과 코발트 염화물은 전류효율을 개선하고 피트(pit)의 밀도를 감소시키며 균일한 도금 표면을 얻을 수 있도록 한다. 상기 와츠 배스에는 pH의 완충(buffering)과 스트레스 저감을 위해 붕산(boric acid)이 첨가되는 것이 바람직하며, 도금용액의 산도(pH)는 2∼4로 유지됨으로써 균일한 도금층을 얻을 수 있게 된다.
애노드(2)로는 코발트판(cobalt plate)이 사용되고, 캐소드(3)로는 고체산화 물 연료전지용 금속연결재의 소재인 스테인리스강(STS430, STS444, Crofer 22 APU)이 사용된다. 전기화학반응에서 도금용액과 전극의 계면에 걸친 전위차와 국부적인 전류밀도는 일반적으로 전극의 표면을 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 전류밀도는 전극의 돌출부에서 더 높거나, 애노드(2)와 캐소드(3) 사이의 너비가 전극의 너비 보다 더 큰 경우라면 가장자리에서 더 높게 나타난다. 이럴 경우, 가장자리 부분이 중앙부 보다 도금두께가 두꺼워지는 '에지 효과(edge effect)'가 나타나 도금두께의 균일성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 균일한 도금두께를 얻기 위해서는 전극의 크기가 비슷하고, 전극 너비와 전극간 너비가 같거나 비슷한 것이 바람직하다. 이에, 본 발명에서는 애노드(2)는 캐소드(3)의 1∼1.5배 크기이고, 애노드(2)와 캐소드(3) 간의 거리는 캐소드(3) 너비의 1∼2배인 것이 사용된다.
도 2는 펄스도금시에 인가되는 펄스전류의 형태를 직류전류의 형태와 비교하여 나타낸 것이다. 도시된 것처럼, 펄스전류의 형태는 전류인가시간(Ton)과 전류차단시간(Toff)에 의해 평균전류밀도(Ia)를 기준으로 펄스 파형으로 나타난다.
한편, 펄스발생장치(4)를 이용하여 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(I a )로 설정하고, 최대전류밀도(I p )와 전류인가시간(T on ) 및 전류차단시간(T off )을 하기 수학식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시한다.
수학식1
Figure 112008078704514-pat00001
본 발명의 발명자는 실험 결과, 펄스도금시 전류인가시간(T on )과 전류차단시간(T off )의 조절을 통해 직류도금의 평균전류밀도에 비해 큰 전류밀도를 적용할 수 있으며, 전류차단시간(T off )이 커짐에 따라 보다 큰 최대전류밀도(I p )를 적용할 수 있어 미세한 코팅 입자를 얻을 수 있음을 확인하였다.
즉, (Ton+Toff)를 0.001초(0.0005+0.0005초)~10.0초(5.0초+5.0초)까지 변화시키되, 최대전류밀도(Ip)는 100∼250mA/㎠ 범위 내에서 고정하고, 평균전류밀도(Ia)는 30∼50mA/㎠ 범위 내에서 고정한 조건에서 펄스도금을 실시하여 본 결과, 도 3에 나타난 코팅면 사진에서 알 수 있는 바와 같이, (Ton+Toff)가 증가할수록 입자의 크기가 증가하는 경향을 보이는데, (Ton+Toff)가 (0.005+0.005)초인 조건에서 미세한 입자의 코팅막이 형성된 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같이 본 발명에 따라 펄스도금을 실시한 후에 800℃ 환원 분위기(10% H2 + 90% N2)에서 2∼20시간 동안 열처리하면 금속연결재와 도금 코팅층의 결합력을 강화할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 (Ton/Toff)의 듀티비(duty ratio) 변화에 따른 펄스도금 결과를 나타낸 도금 코팅층 표면 사진이다. 즉, 평균전류밀도(Ia)를 50mA/㎠로 고정하고, 최대전류밀도(Ip)를 62.5∼250mA/㎠로 하면서 (Ton/Toff)의 듀티비를 20,50,80% 로 변화시켰을 때, Ton이 감소하고 Toff가 증가할수록 도금 코팅층의 표면 입자가 미세해지는 경향을 보이는데, 이는 Toff동안 캐소드 주변으로 도금 이온들이 충분히 재확산할 수 있기 때문인 것으로 판단된다.
도 5는 본 발명에서 최대전류밀도(Ip)와 평균전류밀도(Ia)의 변화에 따른 펄스도금 결과를 나타낸 도금 코팅층 표면 사진이다. (Ton/Toff)의 듀티비를 20%로 고정하고, 최대전류밀도(Ip)를 250,200,150mA/㎠로 변화시키며, 평균전류밀도(Ia)를 50,40,30mA/㎠로 변화시켰을 때, 최대전류밀도가 증가할수록 표면의 균일 전착력(throwing power)이 양호한 것으로 판단된다. 일반적으로 펄스도금에서는 직류도금에서 보다 훨씬 높은 최대전류밀도를 적용할 수 있으므로, 도금 입자의 높은 핵생성 속도를 얻을 수 있어 미세한 도금 입자가 형성된다.
도 6은 도 5의 조건에서 본 발명에 따른 펄스도금의 실시 결과를 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관찰한 사진인데, 전체적으로 도금층의 표면 거칠기가 낮음을 알 수 있다.
도 4 내지 도 6의 실험결과를 정리하여 보면, 전류인가시간(Ton)=0.002∼0.005초, 전류차단시간(Toff)=0.005∼0.008초, 최대전류밀도(Ip)=100∼250mA/㎠, 평균전류밀도(Ia)=30∼50mA/㎠인 조건에서 도금 표면의 입자가 미세하고 균일하며, 전착력이 우수하다는 것을 알 수 있다.
한편, 고체산화물 연료전지용 금속연결재를 코팅하기 위해 본 발명에 따라 펄스도금을 실시한 경우를 종래의 직류도금에 의한 경우와 비교하여 도 7∼도 8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 종래의 직류도금과 본 발명의 펄스도금을 이용하여 동일한 전하량(전류×시간)으로 금속연결재 시료를 코팅한 표면의 사진인데, 직류도금에 비해 펄스도금의 코팅 시료가 전착력이 우수한 것을 알 수 있다.
도 8은 직류도금과 펄스도금을 이용하여 동일한 두께로 금속연결재 시료를 코팅한 후 단면을 관찰한 사진인데, 직류도금으로 코팅된 단면에는 기공이 일부 존재하고 있지만, 펄스도금으로 코팅된 단면에는 기공이 거의 존재하지 않음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따라 펄스도금에 의해 코발트를 코팅한 금속연결재 시료를 800℃ 산화 분위기에서 산화 평가한 후 금속연결재 시료로부터 크롬의 휘발 정도를 관찰한 단면 사진으로서, 크롬의 휘발이 효과적으로 억제되었음을 알 수 있다.
도 10은 금속연결재 시료에 대한 코발트 보호 코팅의 고온 산화에 따른 상 변이를 확인하기 위해 실시한 X-선 회절 분석 결과인데, (a)는 도금 직후의 결과이고, (b)는 고온 산화 1000시간 후의 X-선 회절 분석 결과이다. 분석 결과, 전기전도성과 크롬 휘발 억제 특성이 우수한 코발트를 포함하는 스피넬 상의 형성을 확인할 수 있었다.
도 11은 금속연결재를 구성하는 STS430과 STS444 소재에 본 발명에 따라 펄 스도금을 이용하여 코발트를 코팅한 상태에서 전기전도성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 즉, 800℃ 산화 분위기에서 1000시간 동안 유지하면서 면특성 저항(Area specific resistance)을 측정한 결과, 고온 전기전도성 평가 약 1000시간 동안 11∼31mΩ㎠의 낮은 값이 유지되는 것을 관찰할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 펄스도금을 실시함으로써, 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 표면에 코발트를 포함하는 스피넬 상이 형성되어 전기전도성과 크롬 휘발 억제 특성이 우수한 코팅층을 얻을 수 있고, 미세균열과 미세기공의 발생이 최소화된 치밀한 보호 코팅을 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따라 고체산화물 연료전지용 금속연결재를 코팅하기 위한 펄스도금장치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따라 펄스도금시에 인가되는 펄스전류의 형태를 직류전류의 형태와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 펄스도금을 실시한 도금 코팅면을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에서 (Ton/Toff)의 듀티비(duty ratio) 변화에 따른 펄스도금 결과를 나타낸 도금 코팅층 표면 사진이다.
도 5는 본 발명에서 최대전류밀도(Ip)와 평균전류밀도(Ia)의 변화에 따른 펄스도금 결과를 나타낸 도금 코팅층 표면 사진이다.
도 6은 도 5의 조건에서 본 발명에 따른 펄스도금의 실시 결과를 AFM으로 관찰한 사진이다.
도 7은 종래의 직류도금과 본 발명의 펄스도금을 이용하여 동일한 전하량으로 금속연결재 시료를 코팅한 표면의 사진이다.
도 8은 종래의 직류도금과 본 발명의 펄스도금을 이용하여 동일한 두께로 금속연결재 시료를 코팅한 후 단면을 관찰한 사진이다.
도 9는 본 발명에 따라 펄스도금에 의해 코발트를 코팅한 금속연결재 시료를 800℃ 산화 분위기에서 산화 평가한 후 금속연결재 시료로부터 크롬의 휘발 정도를 관찰한 단면 사진이다.
도 10은 본 발명에 따른 금속연결재의 펄스도금 후 코발트 보호 코팅의 고온 산화에 따른 상 변이를 확인하기 위해 실시한 X-선 회절 분석 결과를 나타낸 도면이다
도 11은 금속연결재 소재에 본 발명에 따라 펄스도금을 이용하여 코발트를 코팅한 상태에서 전기전도성을 측정한 결과를 나타낸 도면이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(Ia )를 설정하고, 최대전류밀도(Ip )와 전류인가시간(Ton ) 및 전류차단시간(Toff )을 하기 식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법에 있어서,
    <식1>
    Figure 112009047907718-pat00019
    상기 전류인가시간(Ton)은 0.002∼0.005초, 상기 전류차단시간(Toff)은 0.005∼0.008초, 상기 최대전류밀도(Ip)는 100∼250mA/㎠, 상기 평균전류밀도(Ia)는 30∼50mA/㎠의 조건으로 펄스도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법.
  3. 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(Ia )를 설정하고, 최대전류밀도(Ip )와 전류인가시간(Ton ) 및 전류차단시간(Toff )을 하기 식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법에 있어서,
    <식1>
    Figure 112009047907718-pat00020
    상기 전처리 과정은,
    실리콘 카바이드 연마지로 금속연결재의 표면을 연마하고,
    10% NaOH 수용액과 아세톤으로 상기 금속연결재의 표면 불순물을 세척하며,
    10% HCl 용액으로 상기 금속연결재의 표면 미세 스케일을 제거한 뒤, 30∼60초간 산세하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법.
  4. 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(Ia )를 설정하고, 최대전류밀도(Ip )와 전류인가시간(Ton ) 및 전류차단시간(Toff )을 하기 식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법에 있어서,
    <식1>
    Figure 112009047907718-pat00021
    상기 애노드는 상기 캐소드의 1∼1.5배 크기이고, 애노드와 캐소드 간의 거리는 캐소드 너비의 1∼2배인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법.
  5. 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(Ia )를 설정하고, 최대전류밀도(Ip )와 전류인가시간(Ton ) 및 전류차단시간(Toff )을 하기 식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법에 있어서,
    <식1>
    Figure 112009047907718-pat00022
    상기 도금용액은 코발트 황산염(CoSO4·7H2O)과 코발트 염화물(CoCl2·6H2O)의 와츠 배스에 수산화코발트 수용액이나 묽은 염산 용액에 의해 pH 2∼4로 유지된 것이 적용되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법.
  6. 금속연결재의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 전처리 과정; 및 코발트를 애노드로 하고 금속연결재를 캐소드로 하며, 상온의 코발트 도금용액에서 평균전류밀도(Ia )를 설정하고, 최대전류밀도(Ip )와 전류인가시간(Ton ) 및 전류차단시간(Toff )을 하기 식1을 기준으로 조절하여 펄스도금을 실시하는 과정을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법에 있어서,
    <식1>
    Figure 112009047907718-pat00023
    상기 펄스도금의 실시 후에 800℃ 환원 분위기(10% H2 + 90% N2)에서 2∼20시간 동안 열처리함으로써 금속연결재와 도금 코팅층의 결합력을 강화하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 코팅방법.
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