KR101143963B1 - 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법 - Google Patents

고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101143963B1
KR101143963B1 KR1020090075054A KR20090075054A KR101143963B1 KR 101143963 B1 KR101143963 B1 KR 101143963B1 KR 1020090075054 A KR1020090075054 A KR 1020090075054A KR 20090075054 A KR20090075054 A KR 20090075054A KR 101143963 B1 KR101143963 B1 KR 101143963B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carrier
micropores
electrolyte
electrolytic cell
electrolytic
Prior art date
Application number
KR1020090075054A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110017540A (ko
Inventor
이재근
문전수
이승민
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020090075054A priority Critical patent/KR101143963B1/ko
Publication of KR20110017540A publication Critical patent/KR20110017540A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101143963B1 publication Critical patent/KR101143963B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C25B1/044—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water producing mixed hydrogen and oxygen gas, e.g. Brown's gas [HHO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법에 관한 것이다.
개시발명은 전기분해의 반응물질의 흐름통로를 제공하는 미세공을 가지는 다공성 담체; 담체의 사이에 제공되어 수소와 산소를 분리하는 전해질; 담체의 일부층에 형성되는 전극; 및 담체와 전해질과 전극으로 구성되는 단위 셀들의 적층을 위한 세라믹 성분의 인터커넥터;를 포함한다. 따라서 전해조 전체의 재료가 동일한 세라믹으로 구성되고 세라믹 담체의 기공을 유체통로로 사용함으로써 수소와 산소의 대량생산이 가능한 수전해 제조방법이다.

Description

고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법{Electrolyzer Stack for high temperature Water Electrolysis and preparing Method thereof}
본 발명은 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생산하는 전해조 스택 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 수소와 산소를 대량생산하기 위하여 고온 수전해를 위한 전해조 스택 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기분해는 물로부터 직접 수소와 산소를 생산하는 방식이다. 물을 수소와 산소로 분해하는 전기분해는 공업용 케미컬 생산을 위하여 수십 년간 사용되고 있다. 수전해는 수소를 생산하기 위하여 사용되는, 검증되고 상업적인 기술이다. 그럼에도, 이 기술은 수전해 과정에서 많은 전력을 소모하므로 비경제적인 방법이라고 할 수 있다.
현재 전기분해 기술은 기본적인 3가지 방식으로 분류되는데 양성자교환멤브레인(PEM)을 사용하는 고체 고분자 전해질, 과산화칼륨(KOH) 형태의 액체 전해질, 세라믹 고체 전해질이 있다. 전자의 2가지는 200℃ 이하의 온도에서 실행되고 후 자는 500℃ 이상의 고온에서 실행된다.
전기분해를 고온에서 실행하면 전기활성이 좋아지고, 이는 양극과 음극의 과전압을 낮추는 역할을 하므로 전류밀도를 증가시킨다. 결과적으로 분극손실을 줄일 수 있기 때문에 고온전기분해(HTE)가 저온전기분해보다 높은 수소생산 효율을 가진다.
고온전해조는 고체산화물 세라믹재료를 사용하는 최신기술이다. 수증기 분자는 다공성 양극에서 분해되어 물과 수소의 혼합물이 생성되고, 산소 이온은 기공이 없는 이온전도성 고체 전해질을 거쳐 산소 이온들의 재결합이 일어나는 다공성 음극으로 이동한다. 따라서 생산된 수소와 산소 기체가 고체 전해질막에 의해 자동으로 분리된다. 고체산화물 전해조는 튜브형과 평면형 형태로 제조되고 있다.
고온전해의 재료는 다양하지만, 튜브형 전해조는 공기전극인 세라믹튜브에 얇은 막으로 도포된다. 양극 담체는 strontium이 첨가된 다공성 Lanthanum Strontium Manganite(LSM)에 피복된 Yttria Stabilized Zirconia(YSZ)전해질 층으로 구성되고, 세라믹 연결부인 Lanthanum Calcium Chromite (LCC)는 매우 얇고 안정하므로, 튜브형 설계는 평면형 설계의 치명적 문제점인 밀봉이 필요 없으나 용적 전력밀도가 낮고 튜브길이로 인한 전지저항증가의 단점 때문에 평판형 형태가 선호된다.
고온 전기분해는 물을 분해하기 위해 열에너지와 전기를 동시에 사용한다. 평판형전해조는 통상 도 3과 같은 구조로 고체용 전해질인 YSZ와 전해질 양면에 도포된 전도용 전극으로 구성된다. 평판형 전해조 음극담체 Cell은 다공성 Ni-YSZ 음극에 YSZ전해질을 도포하고 전해질 반대면은 다공성 LSM 양극으로 피복한다. 단위 Cell의 연결부인 인터커넥터는 가스흐름 통로를 위한 홈을 형성하고 접촉 단위 Cell의 음극과 양극을 연결하는 양극분리기 역할을 한다.
그러나 금속 인터커넥터는 YSZ보다 열팽창계수가 크기 때문에 온도기울기와 열순환을 극복해야 하는 YSZ와의 금속 인터커넥터 밀봉이 어렵게 되고, 금속 인터커넥터를 보호하는 Cr2O3 스케일이 증발하여 양극을 덮게 되는 크롬중독 현상으로, 스택온도가 감소할수록 금속과 전지 접촉저항이 증가한다. 따라서 평판형 스택전해조는 금속 인터커넥터, 밀봉, 금속과 접속저항 증가라는 고질적인 문제점이 있다.
전해조와는 전혀 다른 종류의 기술인 연료전지 기술의 형태로, 고체산화물 연료전지스택의 제조방법을 제시한 대한민국특허 10-464607호는 도 4와 같이 전지판을 교대로 적층한 고체 산화물 연료전지 스택구조를 하고, 제1전지판 하부면에 홈을 파서 공기의 통로를 제공하는 에어전극판을 형성하고, 제2전지판 하부면에 홈을 파서 연료의 통로를 제공하는 연료전극판의 구조로 되어있다. 그러나 이러한 형태의 스택구조는 공기와 연료의 유량을 제한하고 전극면적의 한계가 있으므로 대용량 연료전지로 사용할 수 없는 구조적인 단점이 있다.
따라서 종전의 고온 세라믹 전해조 방식의 고질적 문제점인 크롬중독 현상, 전극과 금속 인터커넥터의 밀봉 문제, 전극면적의 한계, 대용량화의 장애물을 해결할 수 있는 기본기술의 출현이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 세라믹으로 구성되는 인터커넥터에 의하여 단위 전해조 셀들을 적층하여 고온 수전해용 전해조 스택을 제조하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1미세공으로 이루어지고 전기분해에서의 반응유체 및 반응에 의하여 생산된 유체의 통로로 제공되는 담체; 전해분해 반응에 의하여 생산된 수소와 산소를 분리하는 전해질; 담체의 내부에서 제2미세공으로 이루어지고 전해질의 양측에 배치되어 전기분해 반응을 위한 기전력을 공급받는 전극; 및 담체와 전해질과 전극으로 이루어지는 단위 전해조 셀들을 연결하여 전해조 스택으로 적층하기 위한 세라믹 성분의 인터커넥터;를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 담체, 전해질, 전극 및 인터커넥터를 포함하는 고온 전해조에 의하면, 반응온도를 500℃ 이상의 고온으로 함으로써 양극과 음극의 과전압을 낮추고, 전류밀도를 증가시켜 분극손실을 줄일 수 있는 전해조를 제조할 수 있다. 따라서 수소 및 산소 생산효율을 높일 수 있다. 또한, 세라믹 성분 인터커넥터를 사용함으로써 고온 전해조의 고질적인 문제점인 금속 인터커넥터, 밀 봉, 크롬중독 현상을 근본적으로 해결할 수 있고, 대칭형 구조의 담체구조의 형태로 구성함으로써 세라믹 특성상 고온에서의 전해면의 뒤틀림 현상으로 인한 전극면적의 한계를 극복할 수 있고, 동시에 다공성 담체의 미세공을 유체통로로 사용함으로써 수전해의 전해효율과 용량을 획기적으로 개선할 수 있다.
이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고온 수전해용 전해조 스택을 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 고온 수전해용 전해조 스택은 단위전해조 셀의 적층에 의하여 이루어지는데, 단위 전해조 셀은 담체(100), 전해질(200) 및 전극(300)을 포함하고, 적층은 인터커넥터(400)를 포함하여 이루어진다. 단위 전해조 셀은 얇은 전해질(200)을 중심으로 양면에 다공성 담체(100)를 사용하여 대칭형 구조가 되도록 배치한다.
상기 담체(100)는 세라믹성분으로 이루어지고 균일한 기공골격을 가지는 다공성 미세공인 제1미세공으로 구성되는데, 전기분해에서의 반응유체 및 반응에 의하여 생산된 유체(수소와 산소)의 통로로 제공된다. 본 발명의 일실시예로서 상기 제1미세공의 지름은 바람직하게는 50μm 내지 150μm의 범위에 있도록 제조할 수 있다. 담체가 다공성 미세공으로 구성되기 때문에 유체의 흐름이 인터커넥터(400)보다는 전극(300)과 더 밀접하게 작용하므로, 세라믹 성분으로 된 인터커넥터(400)의 두께를 현저하게 줄일 수 있어 전해조 전체의 중량을 감소시킬 수 있다.
또한, 제1미세공으로 구성된 기공으로 인하여 전극(300)과 전해질(200) 접촉표면적을 최대화함으로써 반응성을 높이고, 연속적인 기공이 유체통로로 제공됨으로써 기존 전해조보다 훨씬 작은 규모로 단순화할 수 있는 구조적인 장점이 있다.
종래기술인 홈 형태의 가스통로에서 공기와 연료의 유량이 제한되고 전극면적을 넓히지 못하였던 한계를 극복하여 반응접촉 표면적을 획기적으로 확장시켜 전해조의 용량을 현저하게 증가시킬 수 있으므로 제품의 대용량화가 가능하다.
또한, 상기 담체(100)는 공기흐름층담체(120) 및 스팀흐름층담체(110)의 두 종류로 구성할 수 있다. 상기 공기흐름층담체(120)는 공기 및 산소의 통로로 사용되고, 상기 스팀흐름층담체(110)는 물(스팀) 및 수소의 통로로 사용될 수 있다. 물은 고온 전해조의 반응과정에서 증기상태인 스팀으로 된다.
상기 공기흐름층담체(120)와 상기 스팀흐름층담체(110)는 공기 및 산소와 물(스팀) 및 수소가 서로 교차하는 방향으로 흐르도록 담체골격의 미세공을 배치할 수 있다.
상기 전해질(200)은 세라믹으로 이루어지고 전기분해의 결과로 생기는 수소와 산소를 분리한다.
상기 전극(300)은 담체의 내부에서 제1미세공보다 더 미세한 제2미세공으로 이루어지고 전해질의 양측에 배치되어 전기분해 반응을 위한 기전력을 공급받는다. 다공성 담체 골격 중 전해질(200)면과 접하는 부분에 존재하는 제2미세공에 전극물질을 함침하여 형성할 수 있다. 제2미세공의 지름은 0.5μm 내지 10μm의 범위로 할 수 있다. 유체의 흐름을 위한 담체의 지름보다 더욱 미세하게 형성하여 전극물질을 함침하여 담체의 일부의 층이 전극으로 기능할 수 있다.
상기 인터커넥터(400)는 담체(100)와 전해질(200)과 전극(300)으로 이루어지는 단위 전해조 셀들을 연결하여 전해조 스택으로 적층하기 위하여 셀들사이에 배치된다. 상기 담체(100), 상기(전해질), 상기 전극(300)이 세라믹성분으로 이루어지고, 상기 인터커넥터(400)도 세라믹으로 구성되어 단위셀을 이루는 구성들이 모두 동일한 재료로 이루어지므로 열팽창계수가 일치될 것이다.
따라서 진동이나 열 순환에 대하여 균형있는 스트레스를 가지고, 동일한 기계적 특성을 가지므로 종래의 고온 전해조의 고질적인 문제점인 밀봉 곤란성이나 접속저항의 증가하는 것을 해소할 수 있을 것이다. 바람직한 실시예로서 세라믹은 Lanthanum Calcium Chromite계 고체산화물 세라믹 재료를 이용할 수 있다.
또한, 상기 인터커넥터(400)를 사이에 두고 단위 전해조 셀들을 반복적으로 적층하여 전해조 스택을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예로서, 상기 고온 전해조의 반응온도를 700℃ 내지 1500℃의 범위로 하여 전해조를 동작시킬 수 있다. 700℃ 이상에서 효율이 급격히 상승하고 1500℃ 이상에서는 세라믹 성분의 내성한계에 이르기 때문에 상기 온도 범위에서 좋은 전해조로 기능할 수 있다.
또한, 상기 공기흐름층담체(120)와 상기 스팀흐름층담체(110)는 전해질(200)을 사이에 두고, 서로 대칭으로 양쪽에 배치할 수 있다. 따라서, 양극으로 결합한 담체와 음극으로 결합한 담체가 마주보는 형태를 이루게 되는데, 중심에 위치한 전해질(200)에 균등하게 스트레스가 분포되어 전해질(200) 양면에 굴곡이 없이 용이하게 평면으로 소결되어 세라믹의 특성인 고온에서의 전해면의 뒤틀림 현상에 의한 전극면적의 한계를 극복할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온 수전해용 전해조 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 2를 참조하면, 고온 수전해용 전해조 제조방법은 담체형성단계(s10), 셀형성단계(s20) 및 스택형성단계(s30)를 포함한다.
상기 담체형성단계(s10)는 전기분해에서의 반응유체 및 반응에 의하여 생산된 유체의 통로로 제공되는 제1미세공을 가지는 담체를 형성한다. 상기 담체는 Yttria Stabilized Zirconia계 고체산화물 세라믹으로 구성되고, 상기 제1미세공의 지름은 50μm 내지 150μm의 범위에 있도록 구성할 수 있다. 전해질을 사이에 두고 공기흐름층담체(도 1의 120) 및 스팀흐름층담체(도 1의 110)를 형성할 수 있고, 이들의 유체 흐름방향이 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
상기 셀형성단계(s20)는 상기 전극을 구성하는 초미세공의 지름은 0.5μm 내지 10μm의 범위에 있도록 구성할 수 있다.
상기 스택형성단계(s30)는 상기 인터커넥터의 재료로 Lanthanum Calcium Chromite계 고체산화물 세라믹을 이용할 수 있고, 상기 단위 전해조 셀들을 반복적으로 배치하여 전해조 스택으로 적층한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정하지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부한 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고온 수전해용 전해조 셀 및 스택 구조를 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법을 보여주는 순서도,
도 3은 종래의 금속인터커넥터를 사용한 평판형전해조를 보여주는 단면도, 및
도 4는 종래기술인 고체산화물 연료전지 스택에서 전지판을 교대로 적층한 구조을 보여주는 사시도이다.

Claims (20)

  1. 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생산하는 전해조 셀에 있어서,
    상기 전기분해 반응에 의하여 생산된 수소와 산소를 분리하는 전해질;
    상기 전해질의 양측에 배치되고, 다공성인 제1미세공으로 이루어져, 상기 전기분해의 반응유체 및 반응에 의하여 생산된 수소와 산소의 통로로 제공되는 담체; 및
    상기 담체의 내부에서 전해질의 양측에 배치되고, 상기 제1미세공보다 더 미세한 제2미세공을 가지며, 상기 전기분해 반응을 위한 기전력을 공급받기 위한 전극;을 포함하는 고온 수전해용 전해조 셀.
  2. 제1항의 상기 고온 수전해용 전해조 셀들을 적층하여 형성되는 고온 수전해용 전해조 스택에 있어서, 상기 전해조 셀들 사이에 세라믹 성분의 인터커넥터를 포함하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 담체는 Yttria Stabilized Zirconia계 고체산화물 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 담체의 제1미세공의 지름은 50μm 내지 150μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  5. 제2항에 있어서, 상기 담체는
    공기 및 산소의 통로로 제공되는 공기흐름층담체; 및
    스팀 및 수소의 통로로 제공되는 스팀흐름층담체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공기흐름층담체 및 상기 스팀흐름층담체는 상기 전해질을 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 공기흐름층담체와 상기 스팀흐름층담체는 이들의 제1미세공을 통과하는 유체의 흐름이 서로 교차하는 방향으로 상기 제1미세공이 배치되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제2미세공에 전극물질을 함침시켜 만들어지는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2미세공의 지름이 0.5μm 내지 10μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 고체산화물 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 Lanthanum Calcium Chromite계 고체산화물 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 전해조 셀들의 적층은 상기 인터커넥터를 반복적으로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택.
  13. 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생산하는 전해조 스택 제조방법에 있어서,
    상기 전기분해에서의 반응유체 및 반응에 의하여 생산된 수소와 산소의 통로로 제공되는 제1미세공을 가지는 담체를 형성하는 담체형성단계;
    상기 형성된 담체를 전해질의 양면에 배치하고,
    상기 전해질의 양면에 배치된 상기 담체의 내부에서 상기 전해질에 접하는 측에 제2미세공을 형성하고,
    상기 제2미세공에 전극물질을 함침하여 전극을 형성함으로써 단위 전해조 셀을 형성하는 셀형성단계; 및
    상기 형성된 하나의 단위 전해조 셀과 또 하나의 단위 전해조 셀 사이에 세라믹으로 구성된 인터커넥터를 배치하여 전해조 스택으로 적층하는 스택형성단계;를 포함하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 담체형성단계는 상기 담체로 Yttria Stabilized Zirconia계 고체산화물 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 담체형성단계는 상기 제1미세공의 지름이 50μm 내지 150μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 담체형성단계는 상기 전해질을 사이에 두고 공기흐름층 담체와 공기 이외의 유체흐름층 담체를 형성하고, 유체의 흐름방향이 서로 교차되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 셀형성단계는 상기 전극을 구성하는 초미세공의 지름이 0.5μm 내지 10μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
    .
  18. 제13항에 있어서, 상기 스택형성단계는 상기 인터커넥터가 Lanthanum Calcium Chromite계 고체산화물 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 스택형성단계는 상기 단위 전해조 셀들을 반복적으로 배치하여 전해조 스택을 적층하는 것을 특징으로 하는 고온 수전해용 전해조 스택 제조방법.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 고온 수전해용 전해조를 이용하여 수전해를 하는 방법에 있어서, 상기 전해조의 반응온도를 700℃ 내지 1500℃의 범위로 하여 수전해하는 방법.
KR1020090075054A 2009-08-14 2009-08-14 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법 KR101143963B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075054A KR101143963B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075054A KR101143963B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110017540A KR20110017540A (ko) 2011-02-22
KR101143963B1 true KR101143963B1 (ko) 2012-05-09

Family

ID=43775509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090075054A KR101143963B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101143963B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210010231A (ko) 2019-07-19 2021-01-27 이엠솔루션 주식회사 알칼리 수전해조 스택

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091934A (ko) * 2003-04-23 2004-11-03 한창용 물의 전기분해를 위한 음극 및 그를 포함하는 전해조
KR20060104580A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 고등기술연구원연구조합 고온 수전해 수소 생성 장치 및 수소 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091934A (ko) * 2003-04-23 2004-11-03 한창용 물의 전기분해를 위한 음극 및 그를 포함하는 전해조
KR20060104580A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 고등기술연구원연구조합 고온 수전해 수소 생성 장치 및 수소 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210010231A (ko) 2019-07-19 2021-01-27 이엠솔루션 주식회사 알칼리 수전해조 스택

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110017540A (ko) 2011-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6578970B2 (ja) 固体酸化物型燃料電池
KR100341402B1 (ko) 고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조
US20090035635A1 (en) Combination Structure Between Single Cell and Interconnect of Solid Oxide Fuel Cell
Vincent et al. Solutions to the water flooding problem for unitized regenerative fuel cells: status and perspectives
CA2568763C (en) Cell module having water permeable hollow body, and fuel cell comprising cell module
KR100599667B1 (ko) 질화티타늄을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판,그 제조 방법 및 상기 분리판을 포함하는 고분자 전해질연료 전지
KR101120134B1 (ko) 평관형 고체산화물 셀 스택
KR101277885B1 (ko) 튜브형 연료전지 및 그 제조방법
KR101143963B1 (ko) 고온 수전해용 전해조 스택 및 그 제조방법
KR101174407B1 (ko) 고체전해질 연료전지의 제조방법
US7727650B2 (en) Interconnected, 3-dimensional fuel cell design
KR102123714B1 (ko) 평판형 고체 산화물 연료전지
CN113488689A (zh) 固体氧化物燃料电池堆及其制备方法
KR101226489B1 (ko) 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR101905499B1 (ko) 고체산화물 연료전지용 단전지 모듈 및 스택
KR101045207B1 (ko) 연료전지 스택
US20240093387A1 (en) Pump free alkaline electrolyte membrane water electrolytic device
JP7096642B2 (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
KR20180073394A (ko) 고체산화물 연료전지용 금속 집전체 및 그를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택
JP7096643B2 (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
KR101348968B1 (ko) 평관형 고체산화물 단위 셀용 음극, 평관형 고체산화물 단위 셀, 이의 제조 방법, 이를 이용한 평관형 고체산화물 연료전지 및 평관형 고체산화물 수전해장치
CN116314941A (zh) 可逆固体氧化物电池系统
JP2021034248A (ja) 電気化学セル、電気化学反応セルスタック
JP2018181466A (ja) 電気化学反応単位および電気化学反応セルスタック
KR20120038946A (ko) 고체전해질 연료전지의 제조방법 및 이에 의한 고체전해질 연료전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150504

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160502

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180430

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190426

Year of fee payment: 8