KR101121697B1 - 고체산화물 연료전지의 분리판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체산화물 연료전지용 분리판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 오스테나이트 스테인레스강, La-Fe-Cr 확산층 및 Sr-LaCrO3 내식 전도막을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 분리판을 제공하며, 또한, 본 발명은 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법에 있어서, 스테인레스강 판재의 표면부에 La계-슬러리를 스프레이 또는 브러쉬로 도포하여 상온에서 건조시키는 단계; 및 상기 스테인레스강 판재 및 상기 La계-슬러리를 환원열처리 또는 진공열처리를 하여 La-Cr-Fe 확산층을 형성시키는 단계를 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 경제성이 매우 우수하며, 우수한 내식성과 전도성을 갖는 효과가 있다.
고체산화물 연료전지, 연료전지용 분리판, La계-슬러리, 스테인레스강

Description

고체산화물 연료전지의 분리판의 제조방법{Method for Manufacturing Separator of Solid Oxide Fuel Cell}
도 1은 고체산화물 연료전지의 단위 전지의 기본적인 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 분리판의 La계-슬러리 코팅에 의한 코팅층 설계 순서를 나타낸 공정도이다.
도 3은 La계-슬러리 제조 및 코팅 공정을 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명에 적용된 열처리 공정 사이클을 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
1: 분리판 2: 밀봉제
3: 가스유로 4: 음극
5: 전해질 6: 양극
본 발명은 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)용 분리판(Separator)에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 600～1000℃에서 분리판과 양극, 음극 및 연료가스, 공기분위기 하에서 우수한 내식성과 도전성을 갖 는 고체산화물 연료전지의 분리판에 관한 것이다.
연료전지는 수소 및 가연성 가스를 전지 내에서 화학반응 시켜 연료의 연소시 발생하는 화학에너지를 기계적 손실 없이 직접 전기에너지로 전환시킬 수 있도록 고안된 발전 장치이다. 연료전지는 발전효율이 높을 뿐만 아니라 화학반응의 폐열을 사용하는 열병합 발전이 가능하고, 부분 부하특성이 뛰어나며, 대기환경오염, 소음 등의 공해문제가 없다. 또한 단위전지를 필요에 따라 적층시켜 발전용량을 임의로 조절할 수 있어 전력 실수요지 부근 및 건물에 적정 용량의 발전장치를 설치할 수 있다.
차세대 대용량 발전을 위해 주목 받고 있는 고체산화물 연료전지는 현재 알려져 있는 인산염형, 고분자형, 고체산화물형 보다도 높은 효율을 가지면서 공해문제가 없고, 발전시 다량의 열에너지를 발생시킬 수 있어 가정용 및 자동차의 전원장치 등과 같은 소형발전 시스템과 단독 혹은 가스터바인과의 복합발전 시스템이 가능하다. 연료전지는 특히 단위전지를 필요에 따라 적층이 가능하기 때문에 임의로 발전용량을 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다. 고체산화물 연료전지는 전해질의 종류에 따라 600~1000℃의 온도에서 운전이 가능하다.
현재, 실용화를 앞두고 문제시되고 있는 부분중 중요시되는 것은 단전지를 연결하는 분리판에 있다. 연료전지중 가장 고온에서 운전되기 때문에 부식문제가 전지의 수명과 성능을 단축시키는 문제점으로 작용한다. 또한 고온에서 발전되는 전기를 연결하기 위하여 전도성도 요구된다. 초기에는 란탄크로마이트(LaCrO3)와 같 은 재료를 사용하여 고온에서의 내구성과 전기 전도성을 취할 수 있었으나 상용화를 앞두고 제조비용에 대한 관점에서 보다 경제적인 분리판을 제조하는 기술 요구되고 있다.
가공성과 재료비용의 경제성을 고려할 때 분리판을 금속재료를 사용하여 제조하는 것이 바람직하다고 하겠다. 그러나 일반적인 스태인레스를 사용하면 심각한 부식현상으로 전지작동 동안 형성된 부식산화물이 국부전지를 형성하여 저항을 증대함으로써 전지성능을 약화시키고, 전지의 안정성을 해치는 등의 큰 악영향을 미치고 있다.
현재 알려져 있는 연료전지중 총 발전효율(폐열포함)이 가장 높은 것은 고체산화물 연료전지로서 600～1000℃의 고온에서 작동되므로, 비싼 촉매를 사용하지 않고도 전기화학 반응을 가속화 시킬 수 있고 고온의 폐열을 이용할 수 있다. 또한 연료로는 수소 외에 일산화탄소, 메탄 등을 사용할 수 있어 연료의 전처리 공정이 보다 간편하고, 단위전지의 전압도 높아 발전 효율 면에서 매우 우수하다.
고체산화물 연료전지는 분리판(Separator) / 연료극(Anode) / 전해질(Electrolyte) / 공기극(Cathode) / 분리판(Separator)의 반복 적층으로 구성되어 있다. 전해질은 일반적으로 YSZ(Yttria-stabilized-ZrO2), Sc-YSZ를, 연료극은 Ni-ZrO2, 공기극은 Sr-LaMnO3를 사용하며 고온의 운전중에서도 이들 구성요소는 고체상태로 존재한다. 다음과 같은 전기화학반응에 의하여 전기를 발생시킨다.
연료극: H2 + O2- → H2O + 2e- - (1)
공기극: O2 + 4e- → 2O2 2- - ( 2 )
전체반응: H2 + 1/2O2 → H2O - ( 3 )
연료전지의 분리판은 전지와 전지를 연결하는 구성요소로서 연결재(Interconnector)라고도 불리우며, Sr-doped LaCrO3를 가장 널리 사용하며, 금속재질로서는 CrFe합금(Cr5FeY2O3), 페라이트계 스테인레스강(Ferritic steel) 등을 사용한다.
도 1은 고체 산화물 연료전지의 단위전지의 기본적인 구조를 나타낸 개략도이다.
분리판(1)은 기본적으로 연료가스(Anode Side, Fuel gas)와 연료극 소재 및 고온공기와 공기극 전극에 접촉된다. 도 1은 음극 지지형으로 연료극(4)이 두껍고 이위에 전해질(5)을 코팅하고 동시 소결하게 된다. 이러한 소재에 공기극(6)을 스크린 프린트방법 등을 사용하여 공기극을 제작한다. 미반응가스의 유출을 막기 위하여 전지의 단면에 유리와 같은 밀봉제를 사용하여 전지단면을 밀봉하는 것이 일반적이지만, 밀봉재를 사용치 않고 가스를 스택 외부에서 태워 스택의 운전온도를 유지하는데 사용될 수 있다.
란탄크로마이트와 같은 재료를 사용하여 분리판(연결제)를 제작하는 데는 원 료 자체 비용 뿐만 아니라 성형, 가공등에서 많은 비용이 소요된다. 또한 세라믹 가공이므로 자유로운 형상가공에 제한을 받는다. 금속재질로서 CrFe합금(Cr5FeY2O3), 페라이트계 스테인레스강(Ferritic steel) 등은 연료전지의 상용 가동시간 40,000시간 보다 턱없이 적은 시간에서 부식으로 인한 전기저항 증가로 효율적 발전이 불가능하다.
따라서 본 발명에서는 가공이 용이하고 저렴한 스테인레스강을 모재로 사용하고 표면에 란탄크로마이트(LaCrO3)를 코팅함으로써 저비용으로 제조가 가능하고, 고온에서의 내식성과 전도성을 발현하도록 하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연료전지의 분리판(연결재) 내부 모재로서 스태인레스를 사용하고 그 표면 위에 라탄크로마이트를 생성시키는 La계 슬러리를 코팅(슬러리 Coating)하여 제조된 고체 산화물 연료전지의 분리판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오스테나이트 스테인레스강, La-Fe-Cr 확산층 및 Sr-LaCrO3 내식 전도막을 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 분리판을 제공한다.
또한, 본 발명은 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법에 있어서, 스테인레스강 판재의 표면부에 La계-슬러리를 스프레이 또는 브러쉬로 도포하여 상온에서 건조시키는 단계; 및 상기 스테인레스강 판재 및 상기 La계-슬러리를 환원열처리 또는 진공열처리를 하여 La-Cr-Fe 확산층을 형성시키는 단계를 포함하여 이루어지는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법을 제공한다.
상기 La계-슬러리의 조성은 La계 분말 또는 La계 분말 페이스트(paste)를 용매인 에탄올(Ethanol)과 아세톤(Acetone)을 1 : 1의 중량% 비율에, 무기결합제로서 CaCl2 또는 Ca(NO3)2를 총 중량에 대하여 0.1～1.0중량%를 사용할 수 있다.
상기 La계 슬러리의 조성은 La계 분말 또는 La계 분말 페이스트(paste)와 메틸 이소부틸 케톤(Methyl Isobutyl Ketone, MIBK) 또는 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK)을 이소-프로판올(Iso-Propanol)과 1 : 1로 희석시킨 유기용제를 1 : 1의 중량% 비율에, 유기결합제로서 니트로셀룰로오스 수지(Nitrocellulose Resin)를 총 중량에 대하여 1～5중량%를 사용할 수 있다.
상기 La계-분말은 La2O3-분말, La-분말, Sr산화물-분말, 및 Cr2O3 -분말로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 La-Cr-Fe 확산층은 스테인레스강 판재에 La계 슬러리법을 이용하여 분리판의 표면부에 La계-분말을 확산반응 피복시, La계 슬러리 도포량을 250～600 ㎖/㎟로 제어하여 2～30㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 La-Cr-Fe 확산층 형성을 위한 열처리로서, 상기 환원열처리는 H2 : N2 = 6 : 4 의 분위기 하에서 실시하며, 진공열처리는 10-2～10-6 Torr의 진공도에서 실시할 수 있다.
상기 환원열처리 또는 진공열처리는 열처리사이클을 800～1000℃ 범위에서 6～24시간 동안 실시할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 분리판 표면부의 La계-슬러리 코팅에 의한 코팅층 형성과정을 나타낸 공정도이며, 도 3은 La계-슬러리 제조 및 코팅 공정을 나타낸 공정도이다.
본 발명에서는 먼저 평균입도 0.1～20 ㎛의 La2O3, La, Sr산화물, Cr2O 3 분말을 La1-xSrxCrO3의 조성이 되게 평량한 후 혼합 분쇄한다. 여기에 용매를 적절한 비율로 혼합하고 소량의 결합제를 첨가하여 약 3시간 이상 교반시켜 La계-슬러리를 제조한다.
상기 결합제로서 무기 결합제를 사용할 경우, 결합제의 함량은 0.1～1.0 중량%로 하여 Ca(NO3)2 또는 CaCl2 등을 사용하며, 용매로는 에탄올(Ethanol), 아세톤(Acetone) 등을 사용한다.
상기 결합제로서 유기 결합제를 사용할 경우, 결합제의 함량은 0.1～5 중량%로 하여 니트로셀룰로오스 수지(Nitrocellulose Resin)를 사용하며, 용매는 메틸 이소부틸 케톤(Methyl Isobutyl Ketone, MIBK) 또는 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK)을 이소-프로판올(Iso-Propanol)과 1 : 1로 희석시킨 유기용제를 사용 한다.
상기 La계-슬러리(슬러리)를 분리판의 표면부에 스프레이(spray) 또는 브러쉬(brush)로 도포 후 상온에서 충분히 건조시킨다.
도 3에서 기술한 공정을 거친 후, La계-슬러리(슬러리)와 분리판 모재의 상호 확산을 위해 환원열처리 또는 진공열처리를 실시한다. 도 4는 본 발명에 적용된 열처리 공정 사이클을 도시한 것이다.
상기 환원열처리를 실시할 경우에는 H2 : N2 = 6 : 4 의 분위기 하에서 1～5℃/min 속도로 승온시켜 150℃에서 1시간 유지 후, 다시 승온시켜 800～1000℃에서 6～24 시간 동안 유지한 후, 1～5℃/min 속도로 냉각한다.
상기 진공열처리를 실시할 경우에는 10-2～10-6 Torr의 진공도 에서 1～5℃/min 속도로 승온시켜, 150℃에서 1시간 동안 유지 후, 다시 승온하여 800～1000℃에서 6～24시간 동안 유지한 후, 1～5℃/min 속도로 냉각한다.
상기 열처리 후 최고 30㎛의 La-Cr-Fe 확산층을 얻을 수 있는데, 이는 La계-슬러리(슬러리)의 피복량에 따라 다르다.
따라서, 본 발명에서는 La계-슬러리 코팅시 열처리 후 표면상태가 미려하며, 또한 충분한 내식성과 전도성을 가질 수 있게 하기 위하여 La계-슬러리 도포량을 250～600㎖/㎟로 제어하여, 2～30㎛의 La-Cr-Fe 확산층을 형성케 하였다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1～4] 및 [비교예 1～4]
본 발명에서 사용한 La계 분말인 La2O3-, La-, Sr산화물-, Cr2O3-분말은 직경이 0.1～20㎛의 미세분말이며, 용매는 순도 95% 이상의 에탄올 및 아세톤을 사용하였다. 한편 무기 결합제로는 Ca(NO3)2 또는 CaCl2 등을 사용하였다. 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, La계 분말, 용매 및 결합제의 조성을 달리하여 각각 3시간 이상 교반시켜, La계-슬러리를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 La계 슬러리의 물성은 La계 슬러리의 안정성, 실제 분리판 코팅시 작업성 및 코팅 후 건조시 건조상태 등을 테스트 하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
테스트 결과 La계 분말과 용매를 1:1의 중량% 비율에 무기 결합제의 양을 0.1～1.0 중량%로 제어하여 소량 첨가시켜 제조한 La계 슬러리의 물성이 우수한 편이었으며, 첨가한 결합제가 Ca(NO3)2 일 경우이거나 CaCl2 일 경우 모두 물성이 우수하였다.
하기 표 1은 무기 결합제를 사용하였을 때의 La계 슬러리 조성의 물성을 실험하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 La계 슬러리의 물성을 비교하기 위한 것이다.
조 성(wt.%) 물 성
La계 분말 (입자 size) 용매 결합제
Figure 112003049311959-pat00001
Figure 112003049311959-pat00002
Figure 112003049311959-pat00003
실시예 1 La계 분말 (1㎛)
49.5		 Ethanol
49.5		 1 ◎ ◎ ◎
실시예 2 La계 분말 (5㎛)
49.75		 Ethanol
49.75		 0.5 ◎ ◎ ◎
실시예 3 La계 분말 (0.1㎛~)
49.95		 Ethanol
49.95		 0.1 ◎ ◎ ○
실시예 4 La계 분말 (20㎛)
49.5		 Ethanol
49.5		 1 ○ △ ○
비교예 1 La계 분말 (10㎛)
57		 Ethanol
38		 5 ○ △ △
비교예 2 La계 분말 (15㎛)
58.8		 Ethanol
39.2		 2 ○ △ △
비교예 3 La계 Paste(0.1㎛~)
59.4		 Ethanol
39.6		 1 ○ △ △
비교예 4 La계 분말(20㎛)
49.5		 Ethanol
Glycol
49.5		 1 △ × ×
평가 : ◎ ; 최량 ○ ; 우수 △ ; 보통 × ; 불량
주1) 안정성: 교반시킨 La계 슬러리를 일주일 동안 상온에서 방치하여 교반 직후와 비교하여 변한 정도를 현상 관찰
주2) 작업성: 실제 분리판에 La계 슬러리를 코팅시 코팅작업의 용이한 정도
주3) 건조성: 코팅후 분리판과의 밀착정도와 건조되는 속도를 관찰
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 비교예 1～3에서처럼 상대적으로 용매의 양이 많을 시, 작업성 및 건조성이 우수하지 못하였고, 비교예 4의 경우 용매가 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol)일 경우 물성이 아주 불량하였다.
[실시예 5～10] 및 [비교예 9～13]
본 발명에서 사용한 La계 분말의 직경이 0.1～20㎛이며, 용매는 메틸 이소부틸 케톤(Methyl Isobutyl Ketone, MIBK) 또는 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK)을 이소-프로판올(Iso-Propanol)과 1 : 1로 희석시킨 유기용제를 사용 하였다. 한편 유기 결합제로는 니트로셀룰로오스 수지(Nitrocellulose Resin)를 사용하였다.
표 2에 나타낸 바와 같이, La계 분말, 용매 및 결합제의 조성을 달리하여 각각 12시간 이상 동안 교반시켜 La계 슬러리를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 La계 슬러리의 물성은 La계 슬러리의 안정성, 실제 분리판 코팅시 작업성 및 코팅 후 건조시 건조 상태 등을 테스트 하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
테스트 결과 La계 분말과 유기용제를 1 : 1의 중량% 비율에 결합제의 양을 1～5 중량%로 제어하여 소량 첨가시켜 제조한 La계 슬러리의 물성이 우수한 편이었다.
하기 표 2는 유기 결합제를 사용하였을 때의 La계 슬러리 조성의 물성을 실험하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 La계 슬러리의 물성을 비교하기 위한 것이다.
조 성(wt.%) 물 성
La계 분말 (입자 size) 용매 결합제
Figure 112003049311959-pat00004
Figure 112003049311959-pat00005
Figure 112003049311959-pat00006
실시예 5 La계 분말(1㎛)
49.5		 (MIBK+ISO-Propanol)49.5 1 ◎ ◎ ◎
실시예 6 La계 분말(5㎛)
48.75		 (MIBK+ISO-Propanol)48.75 2.5 ◎ ◎ ◎
실시예 7 La계 Paste(0.1㎛~)
47.5		 (MIBK+ISO-Propanol)47.5 5 ◎ ◎ ◎
실시예
8		 La계 분말(15㎛)
49.5		 (MIBK+ISO-Propanol)49.5 1 ◎ ◎ ◎
실시예
9		 La계 Paste(0.1㎛~)
48.75		 (MIBK+ISO-Propanol)48.75 2.5 ◎ ◎ ◎
실시예10 La계 분말(20㎛)
47.5		 (MIBK+ISO-Propanol)47.5 5 ◎ ◎ ◎
비교예 9 La계 분말(1㎛)
45		 (MIBK+ISO-Propanol)45 10 ○ △ ×
비교예 10 La계 분말(5㎛)
45		 (MIBK+ISO-Propanol)45 10 ○ △ ×
비교예 11 La계 Paste(0.1㎛~)
40		 (MIBK+ISO-Propanol)40 20 × × ×
비교예12 La계 분말(10㎛)
60		 (MIBK+ISO-Propanol)35 5 △ × ×
비교예 13 La계 분말(20㎛)
65		 (MIBK+ISO-Propanol)30 5 △ × ×

평가 : ◎ ; 최량 ○ ; 우수 △ ; 보통 × ; 불량
주1) 안정성: 교반시킨 La계-슬러리를 일주일 동안 상온에서 방치하여 교반 직후와 비교하여 변한 정도를 현상 관찰
주2) 작업성: 실제 분리판에 La계-슬러리를 코팅시 코팅작업의 용이한 정도
주3) 건조성: 코팅후 분리판과의 밀착정도와 건조되는 속도를 관찰
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 비교예 9～11에서처럼 상대적으로 유기 결합제의 양이 증가할수록 안정성, 작업성 및 건조성이 우수하지 못하였고, 비교예 12 및 13의 경우 용매의 양이 감소할수록 작업성 및 건조성이 저하되었다.
[실시예 11～14] 및 [비교예 14～17]
실제 분리판의 표면에 La계 슬러리 코팅법을 적용하기 위해서는 적절한 확산층을 가지며, 열처리 후 후처리 공정이 필요하지 않게 표면외관이 미려하여야만 한다. 피복시킨 La계 슬러리의 양이 적으면 적절한 확산층을 형성하지 못해 균일성 및 고온 산화, 환원 분위기에 대한 내식성이 저하되며, La계 슬러리의 양이 많으면 확산층은 두꺼우나 열처리 후 표면에 많은 결점 등이 존재한다. 따라서 적절하게 La계 슬러리의 피복량을 제어할 필요가 있다. 본 발명에서는 La계 슬러리 피복량을 250～600㎖/㎟로 제어하여 열처리 후 약 2～30㎛ 까지의 La-Cr-Fe 확산층을 가지며 표면상태 또한 양호하게 하였다.
하기 표 3은 La계 슬러리 피복량에 따른 열처리 후 확산층 두께 및 물성을 나타낸 것으로서, 열처리는 진공열처리 및 환원열처리 공정으로 도 4의 열처리 사이클로 열처리를 행하였다.
La계 Slurry
피복량		 열처리 공정 열처리 후 물성
La-Fe-Cr
확산층
두께(㎛)
Figure 112010071609266-pat00007
Figure 112010071609266-pat00008
실시예11 250 진공열처리 2 ~ 45 ◎ No
실시예12 400 환원열처리 55 ~ 60 ◎ No
실시예13 500 진공열처리 64 ~ 68 ◎ No
실시예14 600 환원열처리 72 ~ 80 ◎ No
비교예14 150 진공열처리 15 ~ 20 △ No
비교예15 800 환원열처리 95 ~ 105 × Yes
비교예16 1000 진공열처리 120 ~ 130 × Yes
평가 : ◎ ; 최량 ○ ; 우수 △ ; 보통 × ; 불량
주4) 표면외관: 열처리 후 표면 균일성 및 잔류 분체량을 육안으로 형상 관찰
주5) 추가공정 필요여부 : 열처리 후 표면에 존재하는 결함 및 결점 등을 제거하기 위한 연마 작업 등 후처리 공정 필요 여부를 육안으로 관찰하여 판단
비교예 14의 경우 열처리 후 La-Fe-Cr 확산층의 두께가 미미하여 표면의 균일성이 좋지 못함을 관찰 할 수 있었으며, 비교예 15～17의 경우 열처리 후 La-Fe-Cr 확산층은 두꺼우나 표면이 평활하지 못하여 많은 결점 등이 존재하여 실제 스탁(Stack)적용시 성능저하의 우려가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고체 산화물 연료전지의 분리판 및 그 제조방법은 조성이 간단한 La계 슬러리 제조공정을 갖으며, La계 슬러리 피 복량을 제어하여 적절한 두께의 확산층을 가지면서 열처리 후 추가 공정이 필요없게 하는 등 경제성이 매우 우수하며, 본 발명에 의한 고체 산화물 연료전지의 분리판은 La계 슬러리법에 의한 분리판 표면부 코팅으로 고체산화물 연료전지 작동시 음극 및 양극가스 분위기에서 우수한 내식성과 전도성을 가지며, 또한 장시간 전지 작동시 발생되었던 부식산물에 의한 국부전지 형성을 억제하여 저항을 감소시킬 수 있어 전지의 안정화에도 큰 효과를 나타내었다.
상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법에 있어서,
    La, La2O3, Sr산화물, Cr2O3 분말을 La1-xSrxCrO3의 조성이 되게 평량한 후 혼합 분쇄하고, 용매를 혼합하여 교반시켜 La계-슬러리를 제조하는 단계;
    스테인레스강 판재의 표면부에 상기 La계-슬러리를 스프레이 또는 브러쉬로 도포하여 상온에서 건조시키는 단계; 및
    상기 스테인레스강 판재 및 상기 La계-슬러리를 환원열처리 또는 진공열처리를 하여 La-Cr-Fe 확산층을 형성시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 La계-슬러리의 조성은 La계 분말 또는 La계 분말 페이스트(paste)를 용매인 에탄올(Ethanol)과 아세톤(Acetone)을 1 : 1의 중량% 비율에, 무기결합제로서 CaCl2 또는 Ca(NO3)2를 총 중량에 대하여 0.1～1.0중량%를 사용하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 La계 슬러리의 조성은 La계 분말 또는 La계 분말 페이스트(paste)와 메틸 이소부틸 케톤(Methyl Isobutyl Ketone, MIBK) 또는 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK)을 이소-프로판올(Iso-Propanol)과 1 : 1로 희석시킨 유기용제를 1 : 1의 중량% 비율에, 유기결합제로서 니트로셀룰로오스 수지(Nitrocellulose Resin)를 총 중량에 대하여 1～5중량%를 사용하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 La계-분말은 La2O3-분말, La-분말, Sr산화물-분말, 및 Cr2O3-분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 La-Cr-Fe 확산층은 스테인레스강 판재에 La계 슬러리법을 이용하여 분리판의 표면부에 La계-분말을 확산반응 피복시, La계 슬러리 도포량을 250～600 ㎖/㎟로 제어하여 2～80㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 La-Cr-Fe 확산층 형성을 위한 열처리로써, 상기 환원열처리는 H2 : N2 = 6 : 4 의 분위기 하에서 실시하며, 진공열처리는 10-2～10-6 Torr의 진공도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 환원열처리 또는 진공열처리는 열처리사이클을 800～1000℃ 범위에서 6～24시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 분리판의 제조방법.
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