KR101182379B1 - Sealant composition for solid oxide fuel cell, method of preparing the same, and solid oxide fuel cell including the same - Google Patents

Sealant composition for solid oxide fuel cell, method of preparing the same, and solid oxide fuel cell including the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A sealant composition is provided to have excellent pressure resistance, insulation and heat resistance in high temperatures, thereby capable of obtaining a solid oxide fuel cell with excellent reliability. CONSTITUTION: A sealant composition comprises 50-60 weight% of SiO2, 8-12 weight% of ZnO, 1-10 weight% of Na2O, 10-15 weight% of BaO, 1-9 weight% of Al2O3, 1-5 weight% of Li2O, 3-10 weight% of K2O, 3-5 weight% of B2O3, 1-3 weight% of Fe2O3, 1-3 weight% of CaO, and 1-2 weight% of CuO. A solid oxide fuel cell stack(10) comprises: a plurality of unit cells(20) comprising a cathode(12), an anode(14), and an electrolyte(16); a separator(40) between the unit cells; and a sealing part(50) in which both ends of the unit cells and the separator are sealed. The sealing part comprises the sealant composition.

Description

고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택{SEALANT COMPOSITION FOR SOLID OXIDE FUEL CELL, METHOD OF PREPARING THE SAME, AND SOLID OXIDE FUEL CELL INCLUDING THE SAME}Sealant composition for a solid oxide fuel cell, a method of manufacturing the same, and a solid oxide fuel cell stack including the same, and a solid oxide fuel cell stack including the same, and solid oxide fuel cell stack, and solid oxide fuel cell stack.

본 기재는 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택에 관한 것이다.
The present disclosure relates to a sealant composition for a solid oxide fuel cell, a method of manufacturing the same, and a solid oxide fuel cell stack including the same.

고체 산화물 연료 전지(solid oxide fuel cell, SOFC)는 50 내지 60%의 고효율을 가지는 연료 전지로서, 가스 터빈이나 증기 터빈과 복합 발전시 65% 이상의 높은 발전 효율이 기대되며, 석탄가스, 천연가스, 메탄올, 나프타 등 다양한 연료를 사용할 수 있고, CO2 50% 이상의 저감 효과와 SOx 및 NOx의 방출량이 거의 없는 장점을 가지고 있다. 또한, 셀 단위 면적 당 전력 밀도가 높고 개질기가 필요 없어 시스템이 간단하다.A solid oxide fuel cell (SOFC) is a fuel cell having a high efficiency of 50 to 60%, and a high power generation efficiency of 65% or more is expected when combined with a gas turbine or a steam turbine, and coal gas, natural gas, Various fuels such as methanol and naphtha can be used, and CO 2 At least 50% reduction with SO x and NO x emissions have a few advantages. In addition, the system has a simple power density per cell area and does not require a reformer.

구체적으로 SOFC는 다양한 연료의 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 산소 이온을 잘 통과시키는 고체 산화물로 이루어진 전해질 양면에 캐소드(일명 "공기극"으로도 불림) 및 애노드(일명 "연료극"으로도 불림)가 위치하고, 공기 및 연료가 각각 캐소드 및 애노드에 공급됨으로써 작동된다.Specifically, SOFC is a device that converts chemical energy of various fuels into electrical energy, and is a cathode (also called "air electrode") and an anode (also called "fuel electrode") on both sides of an electrolyte composed of solid oxides that pass oxygen ions well. Is located and is operated by supplying air and fuel to the cathode and the anode, respectively.

이러한 SOFC는 고온에서 장시간 운전되고 수십 내지 수백 회의 열 사이클이 반복되므로, 이와 같은 가혹한 조건 하에서 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다.
Since these SOFCs operate for a long time at high temperatures and repeat tens to hundreds of thermal cycles, it is important to ensure reliability under such severe conditions.

본 발명의 일 측면은 고온에서의 내압성, 절연성 및 내열성이 우수한 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물을 제공하기 위한 것이다.One aspect of the present invention is to provide a sealing material composition for a solid oxide fuel cell excellent in pressure resistance, insulation and heat resistance at high temperature.

본 발명의 다른 일 측면은 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for producing the sealant composition for a solid oxide fuel cell.

본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물을 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택을 제공하기 위한 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell stack comprising the sealant composition for the solid oxide fuel cell.

본 발명의 일 측면은 SiO2 50 내지 60 중량%; ZnO 8 내지 12 중량%; Na2O 1 내지 10 중량%; BaO 10 내지 15 중량%; Al2O3 1 내지 9 중량%; Li2O 1 내지 5 중량%; K2O 3 내지 10 중량%; B2O3 3 내지 5 중량%; Fe2O3 1 내지 3 중량%; CaO 1 내지 3 중량%; 및 CuO 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물을 제공한다. One aspect of the invention is 50 to 60% by weight SiO 2 ; ZnO 8-12 weight percent; Na 2 O 1-10 weight percent; 10 to 15 weight percent BaO; Al 2 O 3 1-9 weight percent; Li 2 O 1-5 weight percent; K 2 O 3-10 weight percent; B 2 O 3 3-5 weight percent; Fe 2 O 3 1-3 weight percent; CaO 1-3 weight percent; And it provides a sealant composition for a solid oxide fuel cell comprising 0.1 to 2% by weight of CuO.

상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물은 상기 밀봉재 조성물 총량에 대하여 CeO 0.1 내지 1 중량%를 더 포함할 수 있다.The sealant composition for a solid oxide fuel cell may further include 0.1 to 1 wt% of CeO based on the total amount of the sealant composition.

상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 열팽창 계수는 105 내지 115 10-7/K 일 수 있다. The thermal expansion coefficient of the sealant composition for a solid oxide fuel cell may be 105 to 115 10 −7 / K.

상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 연화점은 650 내지 700℃ 일 수 있다. The softening point of the sealant composition for a solid oxide fuel cell may be 650 to 700 ° C.

상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 전이점은 490 내지 510℃ 일 수 있다. The transition point of the sealant composition for a solid oxide fuel cell may be 490 to 510 ° C.

본 발명의 다른 일 측면은 SiO2 50 내지 60 중량%, ZnO 8 내지 12 중량%, Na2O 1 내지 10 중량%, BaO 10 내지 15 중량%, Al2O3 1 내지 3 중량%, Li2O 1 내지 5 중량%, K2O 3 내지 10 중량%, B2O3 3 내지 5 중량%, Fe2O3 1 내지 3 중량%, CaO 1 내지 3 중량% 및 CuO 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 원료를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계; 상기 혼합물을 용융하여 모상용 유리를 얻는 단계; 상기 모상용 유리에 상기 혼합물 총량 100 중량부에 대하여 Al2O3를 포함하는 필러 5 내지 10 중량부를 첨가하는 단계를 포함하는 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 제조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is SiO 2 50 to 60% by weight, ZnO 8 to 12% by weight, Na 2 O 1 to 10% by weight, BaO 10 to 15% by weight, Al 2 O 3 1 to 3% by weight, Li 2 O 1-5 wt.%, K 2 O 3-10 wt.%, B 2 O 3 3-5 wt.%, Fe 2 O 3 1-3 wt.%, CaO 1-3 wt.% And CuO 0.1-2 wt.% Mixing the raw materials to obtain a mixture; Melting the mixture to obtain a mother glass; It provides a method for producing a sealing material composition for a solid oxide fuel cell comprising the step of adding 5 to 10 parts by weight of a filler containing Al 2 O 3 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the mixture to the mother glass.

상기 용융은 1400 내지 1500 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. The melting may be performed at a temperature of 1400 to 1500 ℃.

본 발명의 다른 일 측면은 캐소드, 애노드 및 전해질을 포함하는 복수 개의 단위 셀; 상기 복수 개의 단위 셀 사이에 위치하는 분리판; 및 상기 복수 개의 단위 셀과 상기 분리판의 양 말단이 밀봉된 밀봉부를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 밀봉재 조성물을 포함하는 것인 고체 산화물 연료 전지 스택을 제공한다.Another aspect of the invention is a plurality of unit cells including a cathode, an anode and an electrolyte; A separation plate positioned between the plurality of unit cells; And a seal in which both ends of the plurality of unit cells and the separator are sealed, and the seal includes the sealant composition.

기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
Other details of aspects of the invention are included in the following detailed description.

고온에서의 내압성, 절연성 및 내열성이 우수한 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물이 제공됨에 따라, 신뢰성이 우수한 고체 산화물 연료 전지를 구현할 수 있다.
By providing a sealant composition for a solid oxide fuel cell excellent in pressure resistance, insulation and heat resistance at high temperatures, it is possible to implement a solid oxide fuel cell having excellent reliability.

도 1은 일 구현예에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 구조를 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing the structure of a solid oxide fuel cell stack according to one embodiment.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. Whenever a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case where it is "directly on" another portion, but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.

일 구현예에 따른 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물은 모상용 유리로서 SiO2, ZnO, Na2O, BaO, Al2O3, Li2O, K2O, B2O3, Fe2O3, CaO 및 CuO를 포함할 수 있고, 필러용 성분으로서 Al2O3을 포함할 수 있다.Sealant composition for a solid oxide fuel cell according to an embodiment is a mother glass, SiO 2 , ZnO, Na 2 O, BaO, Al 2 O 3 , Li 2 O, K 2 O, B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO and CuO may be included, and Al 2 O 3 may be included as a component for the filler.

상기 모상용 유리는 유리의 매트릭스에 해당하는 것으로서, 유리의 열팽창 계수와 같은 열적 특성에 영향을 주는 부분이다. The mother glass corresponds to a matrix of glass and is a part that affects thermal properties such as the coefficient of thermal expansion of glass.

상기 필러용 성분은 상기 모상용 유리에 첨가되는 산화물로서, 약 800℃의 고온에서 운전이 진행됨에 따라 모상용 유리가 흘러내림이 발생할 가능성이 있으므로 흘러내림을 지지해주는 역할을 함으로써, 내열성을 강화시킬 수 있다. The filler component is an oxide added to the mother glass, and as the operation proceeds at a high temperature of about 800 ° C., the mother glass may flow down, thereby supporting the flow down, thereby enhancing heat resistance. Can be.

상기 SiO2는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 50 내지 60 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 50 내지 52 중량%로 포함될 수 있다. SiO2가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 연화점을 650 내지 700℃로 조절이 가능하여, 내열성이 우수한 밀봉재를 얻을 수 있다.The SiO 2 may be included in an amount of 50 to 60% by weight, and specifically, in an amount of 50 to 52% by weight, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When SiO 2 is included in the above range, the softening point of the glass may be adjusted to 650 to 700 ° C., thereby obtaining a sealing material having excellent heat resistance.

상기 ZnO는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 8 내지 12 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 10 내지 12 중량%로 포함될 수 있다. ZnO이 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 결정화를 억제하여 유리를 안정화시킬 수 있다. The ZnO may be included in an amount of 8 to 12 wt%, and specifically 10 to 12 wt%, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When ZnO is included in the above range, the crystallization of the glass may be suppressed to stabilize the glass.

상기 Na2O는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 4 내지 7 중량%로 포함될 수 있다. Na2O가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 열팽창 계수를 증가시킬 수 있고 SiO2로 인한 높은 연화점을 다소 낮춰줄 수 있다. The Na 2 O may be included in an amount of 1 to 10 wt%, and specifically 4 to 7 wt%, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When Na 2 O is included within the above range, it is possible to increase the coefficient of thermal expansion of the glass and lower the high softening point due to SiO 2 .

상기 BaO는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 12 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. BaO가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 열팽창 계수를 증가시킬 수 있고 유리의 용융점을 저하시킬 수 있다.The BaO may be included in an amount of 10 to 15% by weight, and specifically 12 to 15% by weight, based on the total amount of the sealing material composition for the solid oxide fuel cell. When BaO is included in the above range, the thermal expansion coefficient of the glass may be increased and the melting point of the glass may be lowered.

상기 Al2O3는 모상용과 필러용으로 모두 사용될 수 있는 성분이다. 상기 Al2O3를 포함하는 모상용 유리를 용융한 후, 상기 모상용 유리의 흘러내림을 방지하기 위하여 필러용 성분에 해당되는 상기 Al2O3를 첨가할 수 있다. 즉, 필러용으로 Al2O3를 첨가할 경우 약 800℃의 고온에서 고체 산화물 연료 전지의 운전시 모상 유리의 흘러내림을 방지할 수 있고, 유리의 열팽창 계수의 변화가 크지 않는 조건에서 내열성이 강화될 수 있다.The Al 2 O 3 is a component that can be used both for the mother phase and the filler. After the molten parent commercial glass containing the Al 2 O 3, wherein the base is the Al 2 O 3 corresponding to the components for the filler may be added in order to prevent bleeding of the commercial glass. That is, when Al 2 O 3 is added for the filler, it is possible to prevent the mother glass from flowing down when the solid oxide fuel cell is operated at a high temperature of about 800 ° C., and the heat resistance under the condition that the change of the thermal expansion coefficient of the glass is not large. Can be enhanced.

상기 Al2O3는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 1 내지 9 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 2 내지 9 중량%로 포함될 수 있다. Al2O3가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 내열성을 증가시킬 수 있다.The Al 2 O 3 may be included in an amount of 1 to 9 wt%, and specifically 2 to 9 wt%, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When Al 2 O 3 is included in the above range it can increase the heat resistance of the glass.

상기 Li2O는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. Li2O가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 전이점 및 연화점을 낮춰줄 수 있다. The Li 2 O may be included in an amount of 1 to 5 wt%, and specifically 1 to 3 wt%, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When Li 2 O is included in the above range, it is possible to lower the transition point and softening point of the glass.

상기 K2O는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 3 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 5 내지 7 중량%로 포함될 수 있다. K2O가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 열팽창 계수를 증가시킬 수 있다.The K 2 O may be included in 3 to 10% by weight, and specifically 5 to 7% by weight, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When K 2 O is included within the above range, the coefficient of thermal expansion of the glass may be increased.

상기 B2O3는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 3 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 3 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. B2O3가 상기 범위 내로 포함되는 경우 SiO2로 인한 높은 융점을 다소 낮춰줄 수 있다. The B 2 O 3 may be included in an amount of 3 to 5% by weight, and specifically 3 to 4% by weight, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When B 2 O 3 is included in the above range it can be slightly lower the high melting point due to SiO 2 .

상기 Fe2O3는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 1 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. Fe2O3가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 결정화를 억제하여 유리를 안정화시킬 수 있다. The Fe 2 O 3 may be included in an amount of 1 to 3% by weight, specifically, in an amount of 1 to 2% by weight, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When Fe 2 O 3 is included in the above range can be stabilized by inhibiting the crystallization of the glass.

상기 CaO는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 1 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. CaO가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 연화점을 낮출 수 있다. The CaO may be included in an amount of 1 to 3% by weight based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell, and specifically, may be included in 1 to 2% by weight. When CaO is included in the above range, the softening point of the glass can be lowered.

상기 CuO는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 2 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 0.1 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다. CuO가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 결정화를 억제하여 유리를 안정화시킬 수 있다. The CuO may be included in an amount of 0.1 to 2% by weight, and specifically 0.1 to 0.5% by weight, based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When CuO is included in the above range, the crystallization of the glass may be suppressed to stabilize the glass.

상기 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물은 CeO를 더 포함할 수 있다.The sealant composition for a solid oxide fuel cell may further include CeO.

상기 CeO는 상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 0.1 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다. CeO가 상기 범위 내로 포함되는 경우 유리의 결정화를 억제하여 유리를 안정화시킬 수 있다. The CeO may be included in an amount of 0.1 to 1% by weight, specifically, 0.1 to 0.5% by weight based on the total amount of the sealant composition for the solid oxide fuel cell. When CeO is included in the above range, the crystallization of the glass may be suppressed to stabilize the glass.

상기 밀봉재 조성물의 열팽창 계수는 105 내지 115 10-7/K 일 수 있고, 구체적으로는 110 내지 115 10-7/K 일 수 있다. 상기 밀봉재 조성물의 상기 범위의 열팽창 계수는 SUS(steel use stainless) 기판 및 YSZ(yttria-stabilized zirconia) 기판의 열팽창 계수의 범위와 동일하며, 이러한 열팽창 계수의 일치에 따라 열 팽창 및 감소에 있어서 잔류 응력이 최소치를 가진다. 이로부터 고체 산화물 연료 전지에서 가스 누설이 없는 밀봉 상태를 얻을 수 있다. The thermal expansion coefficient of the sealant composition may be 105 to 115 10 −7 / K, specifically 110 to 115 10 −7 / K. The coefficient of thermal expansion of the range of the sealant composition is the same as the range of the coefficients of thermal expansion of the steel use stainless steel (SUS) substrate and the yttria-stabilized zirconia (YSZ) substrate, and the residual stress in thermal expansion and reduction according to the coincidence of the thermal expansion coefficient. Has this minimum. From this, a sealed state without gas leakage in the solid oxide fuel cell can be obtained.

상기 밀봉재 조성물의 연화점은 650 내지 700℃ 일 수 있고, 구체적으로는 680 내지 700℃ 일 수 있다. 상기 연화점은 유리의 웨팅(wetting)이 시작되는 온도를 나타내는 것으로서, 상기 범위 내의 연화점을 가질 경우 약 800℃의 고온에서 고체 산화물 연료 전지의 운전시 밀봉 부위가 적절히 연화되어 흘러내림 없이 밀봉이 되어 가스 누설이 없는 밀봉 상태를 얻을 수 있다. The softening point of the sealant composition may be 650 to 700 ° C, specifically 680 to 700 ° C. The softening point indicates the temperature at which wetting of the glass starts, and when the softening point is within the above range, the sealing portion is properly softened and sealed without flowing down when the solid oxide fuel cell is operated at a high temperature of about 800 ° C. A sealed state without leakage can be obtained.

상기 밀봉재 조성물의 전이점은 490 내지 510℃ 일 수 있다. 상기 밀봉재 조성물의 전이점이 상기 범위 내일 경우 긴 유리 타입의 밀봉재를 얻을 수 있으며, 이에 따라 고온에서 작동시에도 흘러내림이 방지될 수 있다. The transition point of the sealant composition may be 490 to 510 ° C. When the transition point of the sealant composition is within the above range, it is possible to obtain a long glass type sealant, and thus it can be prevented from flowing even when operating at a high temperature.

상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.The sealant composition for a solid oxide fuel cell may be prepared by the following method.

SiO2 50 내지 60 중량%, ZnO 8 내지 12 중량%, Na2O 1 내지 10 중량%, BaO 10 내지 15 중량%, Al2O3 1 내지 3 중량%, Li2O 1 내지 5 중량%, K2O 3 내지 10 중량%, B2O3 3 내지 5 중량%, Fe2O3 1 내지 3 중량%, CaO 1 내지 3 중량% 및 CuO 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 원료를 혼합하여 혼합물을 얻은 후, 상기 혼합물을 용융하여 모상용 유리를 얻는다. 이후 상기 모상용 유리에 상기 혼합물 총량 100 중량부에 대하여 필러용 성분으로 Al2O3 5 내지 10 중량부를 첨가하여, 밀봉재 조성물을 제조할 수 있다.50 to 60 weight percent SiO 2 , 8 to 12 weight percent ZnO, 1 to 10 weight percent Na 2 O, 10 to 15 weight percent BaO, 1 to 3 weight percent Al 2 O 3 , 1 to 5 weight percent Li 2 O, Mixture by mixing raw materials including K 2 O 3 to 10% by weight, B 2 O 3 3 to 5% by weight, Fe 2 O 3 1 to 3%, CaO 1 to 3% by weight and CuO 0.1 to 2% by weight After obtaining, the mixture is melted to obtain a mother glass. Then Al 2 O 3 as a filler component based on 100 parts by weight of the total amount of the mixture in the mother glass 5 to 10 parts by weight may be added to prepare a sealant composition.

상기 용융은 1400 내지 1500 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 용융하여 모상용 유리를 제조할 경우, SiO2 및 Al2O3의 미용융물의 발생을 방지하여 균질한 유리를 제조할 수 있으며, 유리의 휘발을 방지할 수 있다. The melting may be performed at a temperature of 1400 to 1500 ℃. When melting within the above temperature range to produce a mother glass, it is possible to produce a homogeneous glass by preventing the cosmetic melt of SiO 2 and Al 2 O 3 , it is possible to prevent the volatilization of the glass.

이하, 전술한 밀봉재 조성물이 사용되는 고체 산화물 연료 전지 스택에 대하여 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a solid oxide fuel cell stack in which the aforementioned sealing material composition is used will be described with reference to the drawings.

도 1은 일 구현예에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 구조를 보여주는 개략도이다. 도 1은 두 개의 단위 셀이 쌓여 스택 구조를 이루는 것으로서, 고체 산화물 연료 전지 스택의 일 예를 보여주는 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 1 is a schematic view showing the structure of a solid oxide fuel cell stack according to one embodiment. FIG. 1 is a stack structure in which two unit cells are stacked to show an example of a solid oxide fuel cell stack, but is not limited thereto.

도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택(10)은 캐소드(12), 애노드(14) 및 전해질(16)을 포함하는 복수 개의 단위 셀(20), 상기 복수 개의 단위 셀 사이에 위치하는 분리판(40), 그리고 상기 복수 개의 단위 셀과 상기 분리판의 양 말단이 밀봉된 밀봉부(50)로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a solid oxide fuel cell stack 10 according to an embodiment includes a plurality of unit cells 20 including a cathode 12, an anode 14, and an electrolyte 16, and the plurality of unit cells. Separation plate 40 is located between, and the plurality of unit cells and the both ends of the separation plate may be made of a sealed portion 50.

상기 밀봉부(50)는 캐소드(12) 및 애노드(14)에서 발생되는 가스의 누출을 억제시키는 역할을 하며, 전술한 밀봉재 조성물로 구성됨으로써 고체 산화물 연료 전지의 우수한 신뢰성을 확보할 수 있다.The sealing part 50 serves to suppress the leakage of the gas generated from the cathode 12 and the anode 14, it is possible to ensure the excellent reliability of the solid oxide fuel cell by being composed of the sealing material composition described above.

상기 단위 셀(20) 내부의 재질은 YSZ(yttria-stabilized zirconia)이며, 상기 단위 셀(20) 외부의 재질은 SUS(steel use stainless)이다. 상기 YSZ 재질과 SUS 재질의 열팽창 계수는 105 내지 115 10-7/K 이다. 상기 밀봉부(50)의 재료로는 상기 단위 셀 내부와 외부와의 조화가 중요하며, 이에 따라 일 구현예에 따른 밀봉재 조성물은 YSZ 재질과 SUS 재질의 열팽창 계수와 같은 범위의 열팽창 계수를 가질 수 있다. The material inside the unit cell 20 is YSZ (yttria-stabilized zirconia), and the material outside the unit cell 20 is SUS (steel use stainless). The thermal expansion coefficient of the YSZ material and the SUS material is 105 to 115 10 −7 / K. As the material of the seal 50, the harmony between the inside and the outside of the unit cell is important. Accordingly, the sealant composition according to the embodiment may have a coefficient of thermal expansion in the same range as that of the YSZ material and the SUS material. have.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention and the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1 내지 5 및  1 to 5 and 비교예Comparative example 1 내지 4 1 to 4

모상 유리로서 SiO2, ZnO, Na2O, BaO, Al2O3, Li2O, K2O, B2O3, Fe2O3, CaO, CuO 및 CeO를 하기 표 1에 나타낸 각 함량으로 서로 혼합한 후, 1400℃에서 용융하여 모상용 유리를 제조한다. 상기 모상용 유리에 필러로서 Al2O3을 하기 표 1에 나타낸 함량으로 첨가하여, 밀봉재 조성물을 제조한다. SiO 2 , ZnO, Na 2 O, BaO, Al 2 O 3 , Li 2 O, K 2 O, B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, CuO and CeO as mother glass are shown in Table 1 below. After mixing with each other, and melted at 1400 ℃ to prepare a mother glass. Al 2 O 3 is added to the mother glass as a filler in a content shown in Table 1 below to prepare a sealing material composition.

상기 밀봉재 조성물을 팟 밀(pot mill)을 이용하여 구동대에서 3시간 40rpm으로 혼합 후, 1400℃에서 용융 후 얻어진 파 유리를 볼 밀(ball mill)을 이용한 조분쇄, 파인 밀(fine mill) 또는 제트 밀(jet mill)을 이용한 건식 미분쇄를 진행하여 파우더를 제조한다. After mixing the sealant composition at a driving stage using a pot mill for 3 hours and 40 rpm, the pulverized glass obtained after melting at 1400 ° C. is coarsely ground using a ball mill, a fine mill or Powder is prepared by dry grinding using a jet mill.

애노드 지지체 위에 전해질을 코팅한 후 그 위에 캐소드를 코팅하여, 애노드와 캐소드 사이에 전해질이 위치하는 샌드위치 형태의 셀을 제작한다. 상기 셀을 10개 연결하여 스택을 제작하며, 이때 상기 밀봉재 조성물로부터 얻어진 상기 파우더를 이용하여 각 셀들을 접착시킨다.
The electrolyte is coated on the anode support and then the cathode is coated thereon to produce a sandwich cell in which the electrolyte is located between the anode and the cathode. 10 cells are connected to form a stack, and each cell is bonded using the powder obtained from the sealant composition.

(시험예) (Test example)

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 각각 제조된 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물을 이용하여 아래와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the solid oxide fuel cell sealing material compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 열팽창 계수: 상기 밀봉재 조성물로부터 제조된 상기 파우더 1.2g을 10mm 지름의 원통형 금형에 190kgf 이상의 하중을 가하여 성형을 한 후, 얻어진 성형체를 박스 퍼니스(box furnace)를 이용하여 분당 10℃씩 승온하여 전이점 보다 50℃ 이상까지 승온 후 10분 유지한 다음 박스 퍼니스 내부에서 냉각하여 성형체를 제조하였다. 상기 성형체를 전이점 보다 50℃ 이상에서, 구체적으로 550℃ 이상에서 소결하여 TMA 장비(TA Instrument Q400)를 이용하여 분당 5℃씩 승온하여 측정(측정 구간 50 내지 350℃)하였다(측정 구간 50 내지 350℃). (1) Thermal expansion coefficient: 1.2 g of the powder prepared from the sealing material composition was molded by applying a load of 190 kgf or more to a 10 mm diameter cylindrical mold, and then, the resultant molded body was heated by 10 ° C. per minute using a box furnace. After the temperature was raised to 50 ° C. or more from the transition point and maintained for 10 minutes, the molded body was prepared by cooling the inside of the box furnace. The molded body was sintered at 50 ° C. or more above the transition point, specifically 550 ° C. or more, and heated and measured at 5 ° C. per minute using a TMA equipment (TA Instrument Q400) (measurement interval 50 to 350 ° C.) (measurement interval 50 to 350 ° C.).

(2) 연화점: 상기 밀봉재 조성물로부터 제조된 상기 파우더 30mg을 DTA(TA 社 Instrument Q100) 장비를 이용하여 측정하였다. (2) Softening point: 30 mg of the powder prepared from the sealant composition was measured using a DTA (TA Instrument Q100) equipment.

(3) 전이점: 상기 연화점의 측정 방법과 동일한 방법으로 측정하였다.(3) Transition point: It measured by the same method as the measuring method of the said softening point.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 55 1One 22 33 44 모상용 유리Parent glass SiO2(중량%)SiO 2 (% by weight) 51.751.7 56.756.7 53.753.7 51.751.7 51.751.7 60.760.7 6060 47.747.7 5656 ZnO(중량%)ZnO (% by weight) 1010 1010 88 1212 1010 88 00 1414 00 Na2O(중량%)Na 2 O (% by weight) 77 55 77 77 77 55 77 77 77 BaO(중량%)BaO (% by weight) 1414 1111 1414 1212 1414 1010 1111 1414 1010 Al2O3(중량%)Al 2 O 3 (wt%) 33 33 33 33 33 33 44 33 44 Li2O(중량%)Li 2 O (wt%) 22 22 22 22 22 22 44 22 33 K2O(중량%)K 2 O (% by weight) 66 66 66 66 66 55 44 66 77 B2O3 (중량%)B 2 O 3 (% by weight) 33 33 33 33 33 33 6.46.4 33 1010 Fe2O3(중량%)Fe 2 O 3 (% by weight) 1One 1One 1One 1One 1One 1One 33 1One 1.81.8 CaO (중량%)CaO (% by weight) 22 22 22 22 22 22 0.50.5 22 1One CuO (중량%)CuO (wt%) 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.20.2 CeO (중량%)CeO (% by weight) 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 00 0.20.2 00 필러filler Al2O3(중량부*)Al 2 O 3 (parts by weight *) 55 55 55 55 1010 55 55 55 55 열팽창 계수
(10-7/K)Thermal expansion coefficient
(10 -7 / K) 112.1112.1 105.5105.5 107.0107.0 110.6110.6 110.1110.1 94.894.8 74.074.0 111.4111.4 97.497.4 연화점(℃)Softening point (℃) 681681 692692 684684 680680 683683 702702 711.6711.6 643.6643.6 641.8641.8 전이점(℃)Transition point (℃) 490.1490.1 508.3508.3 494.7494.7 490.0490.0 491.7491.7 514.6514.6 524.8524.8 471.2471.2 513.5513.5

* 중량부: 상기 모상용 유리의 총량 100 중량부를 기준으로 나타낸 함량 단위이다.* Parts by weight: A content unit based on 100 parts by weight of the total amount of the mother glass.

상기 표 1을 통하여, 일 구현예에 따라 SiO2, ZnO, Na2O, BaO, Al2O3, Li2O, K2O, B2O3, Fe2O3, CaO, CuO 및 CeO를 각각 특정 범위의 함량으로 모두 사용한 실시예 1 내지 5의 경우, 비교예 1 내지 4와 열팽창 계수가 SUS(steel use stainless) 기판 및 YSZ(yttria-stabilized zirconia) 기판의 열팽창 계수와 동일한 105 내지 115 10-7/K의 범위를 만족함을 확인할 수 있다. 이로부터 가스 누설이 없는 밀봉 상태를 얻을 수 있어서, 신뢰성이 우수한 고체 산화물 연료 전지의 구현이 가능하다. 또한 실시예 1 내지 5의 경우 내열성이 우수한 밀봉재를 얻을 수 있다.Through Table 1, according to one embodiment SiO 2 , ZnO, Na 2 O, BaO, Al 2 O 3 , Li 2 O, K 2 O, B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, CuO and CeO In Examples 1 to 5, each of which is used in each of a specific range of content, Comparative Examples 1 to 4 and the thermal expansion coefficient is 105 to 115 the same as the thermal expansion coefficient of the steel use stainless (SUS) substrate and yttria-stabilized zirconia (YSZ) substrate It can be seen that the range of 10 -7 / K is satisfied. As a result, a sealed state without gas leakage can be obtained, whereby a solid oxide fuel cell having excellent reliability can be realized. In addition, in Examples 1 to 5, a sealing material excellent in heat resistance can be obtained.

반면, 일부 성분을 사용하지 않거나 일부 성분을 과량 또는 소량 사용한 비교예 1 내지 4의 경우, 열팽창 계수가 105 내지 115 10-7/K의 범위를 만족하지 않거나, 연화점 및 전이점이 일 구현예에 따른 범위를 만족하지 않음을 확인할 수 있다. 이로부터 밀봉재의 신뢰성을 얻기가 어려움을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 4 without using some components or using excessive or small amounts of some components, the coefficient of thermal expansion did not satisfy the range of 105 to 115 10 −7 / K, or the softening point and the transition point according to one embodiment. It can be confirmed that the range is not satisfied. From this, it can be seen that it is difficult to obtain the reliability of the sealing material.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

10: 고체 산화물 연료 전지 스택
12: 캐소드
14: 애노드
16: 전해질
20: 단위 셀
40: 분리판
50: 밀봉부10: solid oxide fuel cell stack
12: cathode
14: anode
16: electrolyte
20: unit cell
40: separator
50: seal

Claims (8)

SiO2 50 내지 60 중량%;
ZnO 8 내지 12 중량%;
Na2O 1 내지 10 중량%;
BaO 10 내지 15 중량%;
Al2O3 1 내지 9 중량%;
Li2O 1 내지 5 중량%;
K2O 3 내지 10 중량%;
B2O3 3 내지 5 중량%;
Fe2O3 1 내지 3 중량%;
CaO 1 내지 3 중량%; 및
CuO 0.1 내지 2 중량%
를 포함하는 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물.
50 to 60 weight percent SiO 2 ;
ZnO 8-12 weight percent;
Na 2 O 1-10 weight percent;
10 to 15 weight percent BaO;
Al 2 O 3 1-9 weight percent;
Li 2 O 1-5 weight percent;
K 2 O 3-10 weight percent;
B 2 O 3 3-5 weight percent;
Fe 2 O 3 1-3 weight percent;
CaO 1-3 weight percent; And
0.1 to 2 wt% CuO
Sealant composition for a solid oxide fuel cell comprising a.
제1항에 있어서,
상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물은 상기 밀봉재 조성물 총량에 대하여 CeO 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것인 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물.
The method of claim 1,
The sealant composition for a solid oxide fuel cell further comprises 0.1 to 1 wt% CeO based on the total amount of the sealant composition.
제1항에 있어서,
상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 열팽창 계수는 105 내지 115 10-7/K 인 것인 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물.
The method of claim 1,
The thermal expansion coefficient of the sealing material composition for a solid oxide fuel cell is 105 to 115 10 -7 / K sealing material composition for a solid oxide fuel cell.
제1항에 있어서,
상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 연화점은 650 내지 700℃ 인 것인 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물.
The method of claim 1,
The softening point of the sealant composition for a solid oxide fuel cell is a sealing material composition for a solid oxide fuel cell.
제1항에 있어서,
상기 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 전이점은 490 내지 510℃ 인 것인 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물.
The method of claim 1,
The transition point of the sealant composition for a solid oxide fuel cell is 490 to 510 ° C.
SiO2 50 내지 60 중량%, ZnO 8 내지 12 중량%, Na2O 1 내지 10 중량%, BaO 10 내지 15 중량%, Al2O3 1 내지 3 중량%, Li2O 1 내지 5 중량%, K2O 3 내지 10 중량%, B2O3 3 내지 5 중량%, Fe2O3 1 내지 3 중량%, CaO 1 내지 3 중량% 및 CuO 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 원료를 혼합하여 혼합물을 얻는 단계;
상기 혼합물을 용융하여 모상용 유리를 얻는 단계;
상기 모상용 유리에 상기 혼합물 총량 100 중량부에 대하여 Al2O3를 포함하는 필러 5 내지 10 중량부를 첨가하는 단계
를 포함하는 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 제조 방법.
50 to 60 weight percent SiO 2 , 8 to 12 weight percent ZnO, 1 to 10 weight percent Na 2 O, 10 to 15 weight percent BaO, 1 to 3 weight percent Al 2 O 3 , 1 to 5 weight percent Li 2 O, Mixture by mixing raw materials including K 2 O 3 to 10% by weight, B 2 O 3 3 to 5% by weight, Fe 2 O 3 1 to 3%, CaO 1 to 3% by weight and CuO 0.1 to 2% by weight Obtaining;
Melting the mixture to obtain a mother glass;
Adding 5 to 10 parts by weight of a filler including Al 2 O 3 to 100 parts by weight of the total amount of the mixture to the mother glass;
Method for producing a sealing material composition for a solid oxide fuel cell comprising a.
제6항에 있어서,
상기 용융은 1400 내지 1500 ℃의 온도에서 수행되는 것인 고체 산화물 연료 전지용 밀봉재 조성물의 제조 방법.
The method of claim 6,
The melting is carried out at a temperature of 1400 to 1500 ℃ a manufacturing method of the sealant composition for a solid oxide fuel cell.
캐소드, 애노드 및 전해질을 포함하는 복수 개의 단위 셀;
상기 복수 개의 단위 셀 사이에 위치하는 분리판; 및
상기 복수 개의 단위 셀과 상기 분리판의 양 말단이 밀봉된 밀봉부를 포함하고,
상기 밀봉부는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 밀봉재 조성물을 포함하는 것인 고체 산화물 연료 전지 스택.A plurality of unit cells comprising a cathode, an anode and an electrolyte;
A separation plate positioned between the plurality of unit cells; And
A sealing part in which both ends of the plurality of unit cells and the separator are sealed,
6. The solid oxide fuel cell stack of claim 1, wherein the seal comprises the sealant composition of claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019212273A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 엘지전자 주식회사 Sealing glass composition and solid oxide fuel cell using same
WO2020091528A1 (en) * 2018-11-02 2020-05-07 엘지전자 주식회사 Sealing glass composition and solid oxide fuel cell using same
US20210143447A1 (en) * 2019-11-12 2021-05-13 Bryan M. Blackburn Stack configurations for solid oxide electrochemical cells
WO2021096828A1 (en) * 2019-11-12 2021-05-20 Redox Power Systems, LLC Stack configurations for solid oxide electrochemical cells
KR20220069213A (en) 2020-11-20 2022-05-27 주식회사케이세라셀 Glass ceramic composite sealant for solid oxide fuel cell with low shrinkage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019212273A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 엘지전자 주식회사 Sealing glass composition and solid oxide fuel cell using same
WO2020091528A1 (en) * 2018-11-02 2020-05-07 엘지전자 주식회사 Sealing glass composition and solid oxide fuel cell using same
US20210143447A1 (en) * 2019-11-12 2021-05-13 Bryan M. Blackburn Stack configurations for solid oxide electrochemical cells
WO2021096828A1 (en) * 2019-11-12 2021-05-20 Redox Power Systems, LLC Stack configurations for solid oxide electrochemical cells
KR20220069213A (en) 2020-11-20 2022-05-27 주식회사케이세라셀 Glass ceramic composite sealant for solid oxide fuel cell with low shrinkage

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