KR101180161B1 - 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법 - Google Patents

서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101180161B1
KR101180161B1 KR1020100137287A KR20100137287A KR101180161B1 KR 101180161 B1 KR101180161 B1 KR 101180161B1 KR 1020100137287 A KR1020100137287 A KR 1020100137287A KR 20100137287 A KR20100137287 A KR 20100137287A KR 101180161 B1 KR101180161 B1 KR 101180161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow path
fuel cell
solid oxide
molded body
oxide fuel
Prior art date
Application number
KR1020100137287A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120075230A (ko
Inventor
송정훈
박영민
안진수
배홍열
Original Assignee
주식회사 포스코
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 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020100137287A priority Critical patent/KR101180161B1/ko
Publication of KR20120075230A publication Critical patent/KR20120075230A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101180161B1 publication Critical patent/KR101180161B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H01M4/8885—Sintering or firing
    • H01M4/8889—Cosintering or cofiring of a catalytic active layer with another type of layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8896—Pressing, rolling, calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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
    • Y02E60/50—Fuel 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 유로가 없는 분리판을 사용할 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 일면이 평평한 금속 분리판; 상기 평평한 금속 분리판의 상부에 적층되는 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체; 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 위치되는 음극층; 상기 음극층의 상부에 위치되는 전해질층; 및 상기 전해질층의 상부에 위치되는 양극층을 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 집전의 효과를 향상시킬 수 있으며, 유로가 없는 분리판을 사용할 수 있고, 나아가 연료전지의 두께를 줄일 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

Description

서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법{SOLID OXIDE FUEL CELL WITH SERPENTINE GAS FLOW CHANNEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SMAE}
본 발명은 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 유로가 없는 평평한 분리판을 사용할 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지는 일반적으로 연료전지 중 가장 높은 온도(700 ~ 1000℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점 때문에 고체산화물 연료전지에 관한 연구는 현재 활발히 이루어지고 있다.
고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)는 전기화학적 에너지 변환장치로서, 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 공기극(양극) 및 연료극(음극)으로 이루어진다. 공기극에서는 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동하여 다시 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되고, 이때, 연료극에서는 전자가 생성되고 공기극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 되는 것이다.
그러나, 상기 공기극, 전해질 및 연료극을 기본으로 하는 단위전지 하나에서 발생하는 전력은 상당히 작기 때문에, 여러 개의 단위 전지를 적층(스택)하여 연료 전지를 구성함으로써 상당량의 전력을 출력시킬 수 있게 되고, 나아가 다양한 발전 시스템 분야에 적용할 수 있게 된다. 상기 적층을 위해서, 한 단위전지의 공기극과 다른 단위전지의 연료극은 전기적으로 연결되어야 할 필요가 있으며, 이를 위해 분리판(seperator)이 사용된다. 또한, 상기 공기극 또는 연료극과 분리판 사이에는 집전체(current collector)가 구비되어 공기극 또는 연료극이 분리판과 전기적으로 균일하게 접촉할 수 있게 한다. 이러한 집전체로는 세라믹 재질의 재료나 은 또는 백금이 사용될 수 있다.
상기 분리판은 일반적으로 철계 합금, 니켈계 합금, 크롬계 합금, 스테인리스 등의 재질로 이루어는데, 상기 분리판은 셀과 셀간의 직렬연결과 전자 집전을 도우며, 원료 가스를 잘 분배해주는 기능을 위해 요철 형태의 유로를 갖도록 가공이 되어 사용되어 왔다. 그러나, 상기 분리판의 형상을 제어하기 위해서는 고가의 장비가 요구되고, 제조 시간도 상당히 길다는 문제점이 있다. 또한, 상기 분리판은 부피가 매우 크기 때문에 열 소모가 크며, 전자저항의 증가를 가져오는 등 여로모로 비효율적인 상황이다.
한편, 상기 분리판의 유로 분배를 원활하게 하기 위하여, 서펜틴 유로를 형성시키기도 하는데, 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동이 되므로, 세펜틴 유로의 복잡한 형상에 의해 휘어짐의 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 일측면은 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 집전의 효과를 향상시킬 수 있으며, 유로가 없는 평평한 분리판을 사용할 수 있고, 나아가 연료전지의 두께를 줄일 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 적어도 일면이 평평한 금속 분리판; 상기 평평한 금속 분리판의 상부에 적층되는 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체; 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 위치되는 음극층; 상기 음극층의 상부에 위치되는 전해질층; 및 상기 전해질층의 상부에 위치되는 양극층을 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지를 제공한다.
이 때, 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 두께는 0.3~1.0mm인 것이 바람직하다.
본 발명은 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 시트를 적층하여 시트 성형체를 제조하는 단계; 상기 시트 성형체를 압착시키는 단계; 상기 압착된 시트 성형체를 가공하여 서펜틴 유로를 형성시키는 단계; 상기 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 음극층을 적층시키는 단계; 상기 음극층의 상부에 전해질층을 적층시켜 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체를 가열 압착한 후, 1300~1450℃에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 상기 소결체의 상부에 양극층을 적층시켜 연료전지 셀을 형성하는 단계; 및 상기 연료전지 셀의 하부에 적어도 일면이 평평한 분리판을 구비시키는 단계를 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 집전의 효과를 향상시킬 수 있으며, 유로가 없는 평평한 분리판을 사용할 수 있고, 나아가 연료전지의 두께를 줄일 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 서펜틴 유로가 형성된 시트의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 유로가 형성된 복수의 시트가 적층된 시트 성형체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 부합하는 연료 전지의 구조의 일례를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 고체산화물 연료전지에 삽입함으로써, 집전의 효과를 향상시킬 수 있으며, 유로가 없는 평평한 분리판을 사용할 수 있고, 나아가 연료전지의 두께를 줄일 수 있는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 적어도 일면이 평평한 금속 분리판; 상기 평평한 금속 분리판의 상부에 적층되는 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체; 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 위치되는 음극층; 상기 음극층의 상부에 위치되는 전해질층; 및 상기 전해질층의 상부에 위치되는 양극층을 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지를 제공한다.
도 1은 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 1에 나타난 바와 같은 서펜틴 형태의 유로는 가스의 분배에 아주 효과적이다. 또한, 분리판에 직접 서펜틴 유로를 형성하지 않고, 서펜틴 형태의 시트 성형체(200)를 연료 전지에 적용 즉, 분리판과 음극의 사이에 적층시킴으로써, 집전의 효과를 높일 수 있다. 이는, 음극과 분리판이 결합되는 경우에는 물리적으로 접합되기 때문에 전기 저항이 상당히 크다는 문제가 있으나, 이에 반하여 음극과 시트 성형체(200)는 소결에 의해 결합되므로, 화학적 결합이 일어나게 되고, 이 때문에 전기 저항이 감소하게 된다. 나아가, 시트 성형체(200)와 금속 분리판은 전기 저항을 무시할 수 있는 금속 물질을 재료로서 사용하기 때문에 본 발명에서와 같이, 시트 성형체(200)를 도입하는 경우에는 연료 전지의 효율을 높일 수 있다. 본 발명의 시트 성형체(200)는 가스 도입부(11)를 통해 연료 전지에 원료 가스를 공급하게 되며, 가스 배출부(12)를 통해 가스를 외부로 배출하게 된다. 또한, 상기 시트 성형체(200)는 집전체의 역할을 하기 때문에, 집전체를 따로 장착시키지 않아도 된다는 장점이 있다.
상기 시트 성형체는 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 물질들을 이용하여 연료전지의 음극 밑면에 서펜틴 유로를 삽입함으로써 카본 계통의 연료, 예를 들어 메탄과 같은 물질을 사용할 경우, 유로에서의 개질 반응을 제어할 수 있기 때문에 연료 이용 효과가 증가하게 된다. 또한, 상기 물질들을 이용하여 유로를 제작할 경우, 음극지지체와 결합되어 강도 보강의 역할을 하게 되기 때문에 셀의 강도를 증가시키는 장점을 가지게 된다.
도 2는 유로가 형성된 복수의 시트가 적층된 시트 성형체를 나타내는 사시도이다. 상기 시트 성형체는 도 2에 나타난 바와 같이, 복수의 시트(10)가 적층되어 형성될 수 있으며, 적층 후, 압착되어 연료 전지에 적용될 수 있다.
이 때, 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 두께는 0.3~1.0mm인 것이 바람직하다. 상기 시트 성형체의 두께가 0.3mm미만인 경우에는 소결력 저하로 인하여 유로의 형성의 어려우며, 셀의 기계적인 충격을 흡수할 수 없기 때문에 스택에 적용시 셀의 파손이 나타나게 된다. 반면, 1.0mm를 초과하는 경우에는 기계강도의 보강 측면에서는 효과적이나 유로의 분배가 급속히 저하되고 연료전지 셀의 농도 분극 현상이 크게 나타나게 된다.
상기 음극층은 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 산화물과 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia), ScSZ(Scandia Stabilized Zirconia), GDC(Gadolinium Doped Zirconia), YDC(Yttrium Doped Zirconia) 및 SDC(Samarium Doped Zirconia)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 산화물의 복합체일 수 있다.
상기 전해질층은 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia), ScSZ(Scandia Stabilized Zirconia), GDC(Gadolinium Doped Zirconia), YDC(Yttrium Doped Zirconia) 및 SDC(Samarium Doped Zirconia)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 시트 성형체와 음극층 및 전해질층이 적층된 적층체를 가압 압착시킨 경우, 그 두께는 1.0~2.0mm인 것이 바람직하다. 상기 범위의 적층체 두께를 확보함으로써, 일정 수준 이상의 강도를 확보할 수 있으며, 농도 분극 현상을 줄여 연료 전지 성능을 향상시킬 수 있다. 1.0mm미만인 경우에는, 강도 확보가 곤란해지며, 2.0mm를 초과하는 경우에는 가스의 분배가 용이하지 않다는 단점이 있다.
상기 양극층은 LSM(Lanthanum Strontium Manganite), LSCF(Lanthanum Strontium Cobalt Iron), LSC(Lanthanum Strontium Cobaltite)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같이, 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체를 음극에 위치시킴으로써, 금속 분리판은 유로가 없어도 사용이 가능하게 된다. 따라서, 금속 분리판의 유로 형성시 소요되는 공정 시간과 비용 등을 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 금속 분리판의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 금속 분리판이 갖는 열 소모와 전자저항을 저감시킬 수 있다. 나아가, 연료 전지의 전체 두께를 감소시킬 수 있으며, 이로 인하여 연료 전지의 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 금속 분리판은 크로퍼(Crofer) 22, 스테인리스(STS) 444, 스테인리스 316 및 니켈 코팅된 스테인리스 및 인코넬(Inconel)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 부합하는 연료 전지의 구조의 일례를 나타내는 개략도이다. 이하, 상기 언급한 도 2와 도 3을 참조하여, 본 발명의 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 시트(10)를 적층하여 시트 성형체(200)를 제조한 후, 상기 시트 성형체(200)를 압착시킨다. 이 때, 압착방법으로는 온간 등가압 성형(Warm Isostatic Press, WIP)을 이용하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 압착된 시트 성형체(200)를 가공하여 서펜틴 유로를 형성시킨다. 상기 서펜틴 유로 형성을 위해서는 톰슨(Thomson)장치를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체(200)의 상부에 음극층(300)을 적층시키고, 상기 음극층(300)의 상부에 전해질층(400)을 적층시켜 적층체를 형성한다. 이어서, 상기 적층체를 가열 압착한 후, 1300~1450℃에서 소결하여 소결체를 형성한 뒤, 상기 소결체의 상부에 양극층(500)을 적층시켜 연료전지 셀을 형성시킨다. 이 때, 상기 소결온도가 1300℃미만이면, 소결체의 강도를 확보할 수 없으며, 소결 자체가 잘 안 일어날 수 있으며, 1450℃를 초과하는 경우에는 기공형성이 잘 안되거나 작게 형성되어, 연료 전지의 효율을 떨어뜨릴 수 있으며, 연료 전지의 휘어짐이 발생할 수 있다.
상기한 음극층(300), 전해질층(400) 및 양극층(500)을 형성하는 방법으로는 테이프 캐스팅법, 스크린 인쇄법 및 습식 스프레이법으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 택할 수 있다.
이후, 상기 연료전지 셀의 하부에 적어도 일면이 평평한 분리판(100)을 구비시킴으로써, 본 발명이 제안하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지를 제조할 수 있다.
10: 시트 11: 가스 도입부
12: 가스 배출부 100: 금속 분리판
200: 시트 성형체 300: 음극층
400: 전해질층 500: 양극층

Claims (3)

  1. 적어도 일면이 평평한 금속 분리판;
    상기 평평한 금속 분리판의 상부에 적층되는 NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체;
    상기 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 위치되는 음극층;
    상기 음극층의 상부에 위치되는 전해질층; 및
    상기 전해질층의 상부에 위치되는 양극층을 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유로가 형성된 시트 성형체의 두께는 0.3~1.0mm인 것을 특징으로 하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지.
  3. NiO, Fe3O4, CuO 및 TiO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 시트를 적층하여 시트 성형체를 제조하는 단계;
    상기 시트 성형체를 압착시키는 단계;
    상기 압착된 시트 성형체를 가공하여 서펜틴 유로를 형성시키는 단계;
    상기 서펜틴 유로가 형성된 시트 성형체의 상부에 음극층을 적층시키는 단계;
    상기 음극층의 상부에 전해질층을 적층시켜 적층체를 형성하는 단계;
    상기 적층체를 가열 압착한 후, 1300~1450℃에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계;
    상기 소결체의 상부에 양극층을 적층시켜 연료전지 셀을 형성하는 단계; 및
    상기 연료전지 셀의 하부에 적어도 일면이 평평한 분리판을 구비시키는 단계를 포함하는 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지의 제조방법.
KR1020100137287A 2010-12-28 2010-12-28 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법 KR101180161B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137287A KR101180161B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137287A KR101180161B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120075230A KR20120075230A (ko) 2012-07-06
KR101180161B1 true KR101180161B1 (ko) 2012-09-05

Family

ID=46709247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100137287A KR101180161B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101180161B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025361A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 주식회사 엘지화학 고체산화물 연료전지용 연결재

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102647066B1 (ko) * 2019-01-14 2024-03-12 주식회사 엘지화학 양극 집전체, 이를 포함한 고체산화물형 연료전지, 모듈 및 스택
CN112713295B (zh) * 2020-12-31 2022-04-26 厦门大学 一种蛇形气道平板式固体氧化物燃料电池电堆
CN116454309A (zh) * 2023-04-25 2023-07-18 华中科技大学 一种用于固体氧化物燃料电池的连接体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003123783A (ja) 2001-10-17 2003-04-25 Nisshin Steel Co Ltd 低温型燃料電池用ステンレス鋼製セパレータ
US7842434B2 (en) 2005-06-15 2010-11-30 Ati Properties, Inc. Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003123783A (ja) 2001-10-17 2003-04-25 Nisshin Steel Co Ltd 低温型燃料電池用ステンレス鋼製セパレータ
US7842434B2 (en) 2005-06-15 2010-11-30 Ati Properties, Inc. Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025361A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 주식회사 엘지화학 고체산화물 연료전지용 연결재

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120075230A (ko) 2012-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006014190A1 (en) Compact fuel cell
KR20090012380A (ko) 고체산화물 연료전지의 단전지 및 분리판간 결합구조
KR101180161B1 (ko) 서펜틴 유로가 삽입된 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR101278419B1 (ko) 고체산화물 연료전지 및 이의 제조 방법
US11152636B2 (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP2010165629A (ja) 固体電解質形燃料電池
KR101670800B1 (ko) 고체산화물 연료전지용 셀 및 그 제조방법
KR101220739B1 (ko) 평판형 고체 산화물 연료 전지 분리판 및 이를 포함하는 연료 전지
JP6177836B2 (ja) 接合材前駆体の製造方法および電気化学反応セルスタックの製造方法
US20110091785A1 (en) Flat-plate solid oxide fuel cell
KR101228763B1 (ko) 반응 면적이 증가된 평판형 고체산화물 연료전지 및 그의 제조방법
KR101905499B1 (ko) 고체산화물 연료전지용 단전지 모듈 및 스택
KR100942091B1 (ko) 평판형 고체산화물 연료전지의 적층구조
CN111902985A (zh) 金属板、电化学元件、电化学模块、电化学装置、能源系统、固体氧化物型燃料电池和金属板的制造方法
KR101367068B1 (ko) 바이메탈 집전 부재 및 이를 구비한 연료전지장치
KR101220598B1 (ko) 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
KR101220740B1 (ko) 유로가 형성된 집전체를 포함하는 고체 산화물 연료전지 분리판 및 그 제조방법
KR101253956B1 (ko) 금속지지체형 고체산화물 연료전지의 제조방법
KR101081019B1 (ko) 연료전지용 연결재
JP2017154968A (ja) 接合材前駆体、電気化学反応セルスタックおよびそれらの製造方法
KR20110047856A (ko) 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
JP2008041506A (ja) 電気化学セル、その製造方法および電気化学装置
JP5426488B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池用単セルの製造方法
KR101171609B1 (ko) 고체 산화물 연료전지의 적층방법
JP2024058262A (ja) 電気化学反応単セル

Legal Events

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

Payment date: 20150831

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160829

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180829

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190828

Year of fee payment: 8