KR101199051B1 - 고체산화물 연료전지 - Google Patents

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Abstract

복수의 튜브형 고체산화물 연료전지 셀들의 직렬 연결 구조를 구비하는 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈이 제공된다. 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈은 길이 방향으로 서로 결합하는 튜브형 제1 및 제2 서브셀들 및 제1 및 제2 서브셀들 사이에 배치되는 커넥터를 포함하고, 각 서브셀은 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 전해질층을 구비한 튜브형 셀과, 셀의 중공부에 삽입되는 지지 부재, 및 셀과 지지 부재의 열팽창률 차이를 완화하는 버퍼부를 구비하며, 제1 및 제2 서브셀들의 지지 부재들은 제1 및 제2 서브셀들의 연결 구조를 길이 방향으로 관통하도록 서로 맞물려 결합된다.

Description

고체산화물 연료전지{Solid Oxide Fuel Cell}
본 발명은 복수의 튜브형 고체산화물 연료전지 셀들의 직렬 연결 구조를 구비하는 고체산화물 연료전지에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지(Solid oxide fuel cell, SOFC)는 무공해, 고효율 발전 등의 장점을 가지며, 정지형 발전시스템, 소형 독립전원 및 자동차 동력원으로 응용된다. SOFC 셀은 평판형과 튜브형으로 제작될 수 있고, 튜브형의 경우, 캐소드 지지체형 셀(cathode supported cell), 다전지식 셀(segmented in series cell), 애노드 지지체형 셀(anode supported cell) 등의 구조로 제작될 수 있다.
현재, 1㎾부터 10㎾급의 소형 SOFC 시스템에는 주로 애노드 지지체형 SOFC 셀이 이용되고 있다. 그리고, 100㎾급 이상의 대형 SOFC 시스템에는 주로 캐소드 지지체형 SOFC 셀이나 다전지식 셀이 이용되고 있다.
본 발명은 복수의 애노드 지지체형 SOFC 셀들의 직렬 연결 구조에서 기계적 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수의 애노드 지지체형 SOFC 셀들을 이용하여 대형 SOFC 시스템을 효율적으로 설계 및 제조할 수 있는 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명일 일측면은 제1전극, 제2전극 및 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 전해질층을 각각 구비하고, 길이방향을 따라 중공부를 갖는 제1서브셀과 제2서브셀; 상기 제1서브셀과 제2서브셀의 중공부를 따라 연장된 지지 부재; 상기 제1서브셀과 제2서브셀 사이에 배치되며, 상기 제1서브셀과 제2서브셀의 지지부재들을 연결하는 커넥터를 포함하여 이루어지고, 상기 제1서브셀의 제1전극 또는 제2전극의 최소한 어느 하나는 상기 제2서브셀의 제1전극 또는 제2전극의 어느 하나와 커넥터를 통하여 연결되는 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 구조를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 제1서브셀의 제2전극은 제2서브셀의 제1전극과 커텍터를 통하여 전기적으로 직렬 연결된다.
또한, 상기 커넥터와 제1서브셀 사이에는 절연 부재가 더 구비되어 상기 제2서브셀의 제1전극과 제1서브셀의 제1전극이 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 제1서브셀 및 제2서브셀의 지지 부재는 셀의 중심축에서 커텍터를 통하여 서로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 커넥터는 제1서브셀과 제2서브셀 사이에서 유체의 유동을 위한 최소한 하나의 개구부를 갖는 몸체를 포함하고, 상기 개구부는 개구부는 상기 연결형 셀 구조의 중심축 둘레를 따라 형성되는 복수개의 개구부로 이루어진다.
또한, 본 발명에서 상기 커넥터는 몸체와 몸체에서 돌출된 커플링부를 포함하고, 상기 커플링부는 상기 제1서브셀 또는 세2서브셀의 최소한 어느 하나의 지지부재와 상기 커넥터를 연결되도록 한다.
또한, 본 발명에서 상기 커플링부는 나사부를 포함하고, 상기 제1서브셀 또는 제2서브셀의 최소한 하나의 지지 부재는 단부에서 상기 커플링부와 대응되는 나사부를 구비하여 상기 커플링부의 나사부와 상호 체결되도록 한다. 이때 상기 지지 부재는 숫나사부를 구비하고, 상기 커플링부는 암나사부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 지지 부재는 각 단부에 나사부를 구비하여 일측의 커텍터와 타측의 커넥터 사이에서 연결되고, 상기 커넥터의 커플링부는 단부에 나사부를 구비하여 상기 제1서브셀과 제2서브셀의 지지 부재 사이에서 상기 커넥터가 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 커넥터는 상기 제2서브셀의 지지 부재와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 지지 부재는 제1나사부를 구비하고, 상기 커넥터는 제2나사부를 구비하여 상기 제1서브셀의 지지부재의 제1나사부가 상기 커넥터의 제2나사부와 나사결합된다.
또한, 본 발명에서 상기 제1서브셀의 지지부재를 상기 커넥터와 연결시키는 커플링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 커플링부는 이중 숫나사부를 구비하여 상기 커넥터의 암나사부와 상기 제1서브셀의 지지부재의 암나사부내로 삽입 체결된다.
또한, 본 발명에서 연결형 셀 구조는 제2전극, 전해질층 및 커넥터에 집전체를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 중공부내에서 전도성 다공성 부재를 더 구비하고, 상기 다공성부재는 상기 제1전극과 지지 부재사이에 배치되고,
상기 제1서브셀의 집전체는 상기 제2서브셀의 제1전극과 지지 부재의 사이에서 상기 제2서브셀의 전도성 다공성 부재와 접촉될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 커넥터는 주몸체와 지지 부재 몸체를 포함하되, 상기 주몸체에 연결되는 탄성부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 탄성부는 열팽창에 의한 차이를 완화시키기 위하여 상기 제1서브셀과 제2서브셀 사이에서 팽창하고 수축가능하도록 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 제2전극상에 집전체가 구비되고, 상기 집전체는 상기 탄성부를 가로질러 상기 커넥터에 연결되어 상기 제1서브셀과 제2서브셀이 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 커넥터와 상기 지지 부재는 상호 상이한 열팽창계수를 갖는 물질로 이루어져 상기 커플링부와 지지 부재의 상대적 길이 차이로 인하여 열팽창 차이를 완하시키도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 복수의 튜브형 애노드 지지체형 SOFC 셀들을 단단한 지지 부재를 사용하여 길이 방향으로 일렬로 연결함으로써, 원하는 길이 즉, 적어도 약 1200㎜의 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈을 손쉽게 제조할 수 있다.
게다가, 복수의 튜브형 애노드 지지체형 SOFC 셀들의 직렬 연결 구조에 있어서, 지지 부재들을 이용하여 SOFC 셀들의 직렬 연결 구조를 기계적으로 안정하게 지지할 뿐만 아니라, 버퍼부를 이용하여 구성요소들 간의 열팽창률 차이에 의해 발생하는 열응력으로 인하여 장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 지지 부재에 의해 연결형 셀 모듈과 매니폴드와의 접속을 강화할 수 있으므로 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈과 매니폴드의 접속부에서 발생하는 기계적 응력에 의해 장치가 깨지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 애노드 지지체형 SOFC 셀들을 구비한 단일의 연결형 셀 모듈에서 SOFC 셀들 간의 전기적 직렬 연결 구조와 집전 구조를 용이하게 형성할 수 있다.
아울러, 복수의 애노드 지지체형 SOFC 셀들을 구비한 연결형 셀 모듈을 이용하여 대형 SOFC 시스템을 효율적으로 설계 및 제조할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈(이하, SOFC 연결형 셀 모듈이라 한다)의 개략적인 정면도.
도 2는 제1 실시예에 따른 SOFC 연결형 셀 모듈(이하, 연결형 셀 모듈이라 한다)의 단면도.
도 3a는 도 2의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도.
도 3b는 도 3a의 서브셀에 대한 분해 단면도.
도 4a는 도 3b의 A형 지지 부재의 정면도.
도 4b는 도 4a의 A형 지지 부재의 우측면도.
도 5a는 도 3b의 A형 커넥터의 정면도.
도 5b는 도 5a의 A형 커넥터의 좌측면도.
도 5c는 도 5a의 A형 커넥터의 우측면도.
도 6은 제2 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도.
도 7은 제2 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도.
도 8은 도 7의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도.
도 9a는 도 7의 연결형 셀 모듈에 사용된 커넥터 일체형 지지 부재(이하, B형 지지 부재라 한다)의 정면도.
도 9b는 도 9a의 B형 지지 부재의 종단면도.
도 9c는 도 9a의 B형 지지 부재의 좌측면도.
도 9d는 도 9a의 B형 지지 부재의 우측면도.
도 10은 도 7의 연결형 셀 모듈에 사용되는 B형 커플링부의 정면도.
도 11은 제3 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도.
도 12는 제3 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도.
도 13은 도 12의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도.
도 14a는 도 12의 연결형 셀 모듈에 사용되는 커넥터 및 탄성부 일체형 지지 부재(이하, C형 지지 부재라 한다)의 정면도.
도 14b는 도 14a의 C형 지지 부재의 종단면도.
도 14c는 도 14a의 C형 지지 부재의 좌측면도.
도 14d는 도 14a의 C형 지지 부재의 우측면도.
도 15는 도 12의 연결형 셀 모듈에 채용가능한 C형 커플링부의 정면도.
도 16은 제4 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도.
도 17은 제4 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도.
도 18은 도 17의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도.
도 19a는 도 17의 연결형 셀 모듈에 사용되는 커넥터 및 탄성부 일체형 지지 부재(이하, D형 지지 부재라 한다)의 정면도.
도 19b는 도 19a의 D형 지지 부재의 종단면도.
도 19c는 도 19a의 D형 지지 부재의 좌측면도.
도 19d는 도 19a의 D형 지지 부재의 우측면도.
이하 첨부한 도면을 참고하여 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 실시예의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
참고로, 아래의 설명에서 언급되는 매니폴드는 유체의 원활한 공급, 분배 또는 배출을 위한 유로를 구비한 구조를 나타내며, 첨부된 도면과 관련 설명에서는 도시의 편의상 매니폴드를 형성하는 하우징 또는 경계벽 부분을 참조부호로 지칭하고 이를 매니폴드라고 언급한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연결형 셀 모듈(이하, 연결형 셀 모듈이라 한다)의 개략적인 정면도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연결형 셀 모듈(100)은 동일한 구조를 갖는 복수의 SOFC 서브셀들(110a, 110b, 110c, 110d)을 연료가 흐르는 방향으로 서로 직렬 연결함으로써 제조된다. 여기서, 각 SOFC 서브셀은 연결형 셀 모듈(100)을 제조하기 위한 단위 셀 구조가 된다. 인접한 SOFC 서브셀들 사이사이에는 커넥터(130a; 130b; 130c; 130d)(이하, A형 커넥터라고 한다)가 구비될 수 있다.
각 서브셀(110a; 110b; 110c; 110d)은 복수의 튜브형 SOFC 셀들, 및 각 SOFC 셀의 중공부에 삽입되는 A형 지지 부재(120a; 120b; 120c; 120d)를 구비한다. 이하, SOFC 셀은 셀이라 한다. 각 셀은 전해질층의 양측에 적층된 애노드와 캐소드 구조를 가지며 애노드로 공급되는 연료와 캐소드로 공급되는 산화제의 전기화학적 반응에 의해 전기를 발생시키는 단위 유닛이 된다.
각 A형 커넥터(130a; 130b; 130c; 130d)는 셀과 A형 지지 부재의 열팽창률 차이를 완화하는 버퍼부를 일체로 구비한다. 버퍼부의 구체적인 구현에 관하여는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
일 실시예에서, 연결형 셀 모듈(100)의 길이 방향의 양단부는 제1 매니폴드(140a) 및 제2 매니폴드(140b)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 A형 커넥터(130a)는 제1 SOFC 서브셀(110a)이 제1 매니폴드(140a)와 유체소통 가능하게 연결되도록 설치된다. 제1 A형 커넥터(130a)는 제1 암나사(도 3a의 133 참조)가 생략된 형태를 구비하거나 제1 암나사의 구멍이 소정 재료로 충진되도록 구성될 수 있다. 그리고, 제4 SOFC 서브셀(110d)의 일측에는 말단커넥터(130e)가 구비될 수 있다. 말단커넥터(130e)는 제4 SOFC 서브셀(110d)이 제2 매니폴드(140b)와 유체소통 가능하게 연결되도록 설치된다. 말단커넥터(130e)는 A형 커넥터의 일부(도 3b의 136 참조)가 생략된 구조를 구비할 수 있다.
연결형 셀 모듈(100)은 각 SOFC 서브셀(110a; 110b; 110c; 110d)의 제2 전극(116) 상에 배치된 집전층(117)을 구비한다. 일 실시예에서, 집전층(117)은 도 2의 일부분을 확대하여 나타낸 바와 같이 제1 SOFC 서브셀(120a)의 제2 전극(116)을 덮고, 제2 전극(116)의 일측에 노출되어 있는 전해질층(114)을 덮으며, 인접한 제2 SOFC 서브셀(120b)의 A형 커넥터(130b) 일부를 덮도록 연장된다.
본 실시예에서, 집전층(117), 도전성의 A형 커넥터, A형 커넥터에 접촉하는 도전성의 다공성 부재(118), 절연성의 밀봉 부재(150) 및 절연성의 A형 지지 부재에 의해, 인접한 두 서브셀들은 서로 전기적으로 직렬 연결된다. 즉, 제1 SOFC 서브셀(110a)의 제2 전극(116)에 접촉되어 있는 집전층(117)이 A형 커넥터(130b)를 통해 인접한 제2 SOFC 서브셀(110b)의 다공성 부재(118)와 제1 전극(112)에 연결됨으로써, 연결형 셀 모듈(100)은 복수의 SOFC 서브셀들의 물리적인 직렬 연결 구조뿐만 아니라 전기적인 직렬 연결 구조를 안정적으로 구비할 수 있다.
제1 실시예에 따른 연결형 셀 모듈(100)을 구성하는 SOFC 서브셀들 중 어느 하나의 SOFC 서브셀(이하, 서브셀이라 한다)을 도 3a 내지 도 5c를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.
도 3a은 도 2의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도이다. 도 3b는 도 3a의 서브셀에 대한 분해 단면도이다. 도 4a는 도 3b의 A형 지지 부재에 대한 정면도이다. 도 4b는 도 4a의 A형 지지 부재에 대한 우측면도이다. 도 5a는 도 3b의 A형 커넥터에 대한 정면도이다. 도 5b는 도 5a의 A형 커넥터에 대한 좌측면도이다. 도 5c는 도 5a의 A형 커넥터에 대한 우측면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 서브셀(110b)은 튜브형 셀(101b) 및 튜브형 셀(101b)의 중공부(102)에 삽입되는 A형 지지 부재(120b)를 구비한다. 서브셀(110b)은 또한 다공성 부재(118) 및 밀봉 부재(150)를 구비할 수 있다. 도 3b에서 밀봉 부재(150)는 생략되어 있다.
A형 커넥터(130b)는 기본적으로 인접한 두 튜브형 셀들 사이에 설치된다. 하지만, 본 실시예에서는 연결형 셀 모듈(100)에 대한 설명의 편의상 A형 커넥터(130b)가 서브셀(110b)에 포함된 것으로 설명한다.
튜브형 셀(101b)은 제1 전극(112), 전해질층(114) 및 제2 전극(116)의 적층 구조를 구비한다. 전해질층(114)과 제2 전극(116)은 제1 전극(112)의 외표면 상에 순차적층된다. 제2 전극(116)은 제1 전극(112)과 전기적으로 단락되지 않도록 셀의 길이 방향의 양단부에서 전해질층(114)이 노출되도록 전해질층(114)보다 짧은 길이로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전극(112)은 중공부(102)를 가진 튜브형 애노드 지지체로 형성될 수 있다. 제1 전극(112)의 재료로는 다공성 니켈-YSZ 서멧이 이용될 수 있다. 전해질층(114)은 산소이온을 전달할 수 있는 이온 전도성 산화물, 예컨대 안정화 지르코니아(yttria stabilized zircornia, YSZ)로 형성될 수 있다. 제2 전극(116)은 다공성의 혼합 도전성 산화물(mixed conducting oxide)로 형성될 수 있다. 제1 전극(112), 전해질층(114) 및 제2 전극(116)으로 구성된 튜브형 셀(101b)은 제1 전극(112)과 제2 전극(116)으로 각각 공급되는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 전기와 물을 생성한다.
A형 지지 부재(120b)는 튜브형 셀(101b)의 중공부(102)에 삽입된다. A형 지지 부재(120b)는 속이 찬 봉 형상의 몸체(122)를 구비한다. 또한, A형 지지 부재(120b)는 몸체(122)의 양단부에 단차부(123a, 123b)를 두고 각각 설치된 결합부(124a, 124b)를 구비한다(도 4a 및 도 4b 참조). 결합부들(124a, 124b)은 몸체(122)보다 작은 단면적을 가지고, 그 표면에 볼록한 곳과 오목한 곳이 나선형으로 형성되어 있는 수나사 모양을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, A형 지지 부재(120b)는 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다. 알루미나의 열팽창률은 실온에서 1000℃까지 약 8×10-6[K-1] 이다.
일 실시예에서, A형 커넥터(130b)는 수레바퀴 모양의 몸체(132)의 한쪽 중앙부에서 축부분이 돌출된 구조를 구비한다. 즉, A형 커넥터(130b)는 몸체(132)의 제1 면의 중앙부 안쪽으로 형성된 제1 암나사(133)와, 제1 암나사(133) 주위에서 몸체(132)를 관통하도록 형성되는 복수의 개구부들(134a, 134b, 134c, 134d)과, 몸체(132)의 제1 면과 마주하는 제2 면의 중앙부에서 바깥쪽으로 돌출된 커플링부(136)를 구비한다(도 5a 내지 도 5c 참조).
커플링부(136)는 A형 커넥터(130b)에 일체로 구비되며, A형 지지 부재(120b)의 단면적 및 단면 형상과 동일한 단면적 및 단면 형상을 구비한다. 커플링부(136)의 말단 중앙부에는 제2 암나사(137)가 제1 암나사(133)와 마주하도록 구비된다. A형 커넥터(130b)의 제2 암나사(137)는 A형 지지 부재(120b)의 일측 결합부(124a)에 결합된다.
일 실시예에서, A형 커넥터(130b)는 페라이트계 스테인리스강으로 형성되며, 페라이트계 스테인리스강의 열팽창률은 실온에서 1000℃까지 약 13×10-6[K-1] 이다.
커플링부(136)의 길이(L2)(도 5a 참조)는 셀(101b)과 A형 지지 부재(120b)의 열팽창률 차이에 따라 적절하게 조정된다. 일 실시예에서, 커플링부의 길이(L2)와 A형 지지 부재의 길이(L1)(도 4a 참조)의 비율은 커플링부(136)와 A형 지지 부재(120b)의 조합 구조의 열팽창률이 셀(101b)의 열팽창률의 95% 이상 내지 105% 이하가 되도록 설정된다. 예를 들면, 서브셀(110b)의 길이(L0)(도 3a 참조)에서 대략 A형 커넥터(130b)의 몸체의 길이(L3)(도 5a 참조)를 뺀 길이에 대하여 A형 지지 부재(120b)의 길이(L1)(도 4a 참조)를 약 80%로 하고, 커플링부(136)의 길이(L2)를 약 20%로 설계할 수 있다. 이러한 경우, A형 지지 부재(120b)와 커플링부(136)와의 조합 구조의 열팽창률은 실온에서 1000℃까지 약 9×10-6[K-1] 이 된다.
커플링부(136)의 길이(L2)를 조절하면, 즉 A형 지지 부재(120b)와 커플링부(136)의 길이들(L1, L2)의 비율을 조절하면, 셀들과 지지 부재들의 열팽창률 차이에 의해 연결형 셀 모듈(100)에서 원하지 않는 열응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 다시 참조하면, 다공성 부재(118)는 서브셀(110b)의 제1 전극(112)과 A형 지지 부재(120b) 사이에 구비될 수 있다. 다공성 부재(118)는 유연한 부재를 적절히 압축하여 중공부(119)를 가진 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 다공성 부재(118)의 재료로는 니켈 펠트 등의 금속 펠트나 이와 유사한 형태의 금속 메쉬가 사용될 수 있다. 다공성 부재(118)는 도전성을 구비할 수 있다.
밀봉 부재(150)는 셀(101b)과 A형 커넥터(130b)의 경계 부분에 구비된다. 또한, 밀봉 부재(150)는 서브셀(110b)의 길이 방향의 양단부에 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 부재(150)는 연결형 셀 모듈(100)의 운전시 A형 지지 부재(120b)와 셀(101b)에 압축 응력이 발생할 때 밀봉 성능이 높아지는 재료로 형성된다. 밀봉재(150)의 재료로는 미카계(Mica-based) 재료나 Thermiculite(상품명) 등이 이용될 수 있다. 이러한 밀봉 부재(150)를 이용하면, 브레이징(brazing) 방식의 밀봉에 비해 제조 공정이 간소화되고 글래스(glass) 타입의 밀봉에 비해 불순물 혼합이 저감될 수 있다.
일 실시예에 따른 연결형 셀 모듈(100)의 제조 과정을 좀더 상세히 설명한다.
먼저, 애노드 전극 재료인 40vol% 니켈(Ni)이 함유된 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ) 분말에 활성탄(activated carbon), 유기 바인더, 물을 첨가하여 반죽하고, 반죽된 슬러리를 압출 성형한다. 그리고, 그것을 건조시킨 후, 약 1300℃에서 소결하여 애노드 지지체 튜브를 제조한다.
다음, 전해질 재료인 YSZ 분말을 전해질 슬러리로 준비한 후, 전해질 슬러리를 슬러리 코팅법으로 애노드 지지체 튜브 위에 침적 도포(dip-coating)한다. 그리고, 애노드 지지체 튜브 상에 전해질 슬러리가 도포되어 있는 것을 실온에서 건조시킨 후, 약 1400℃에서 소결한다.
다음, 캐소드 재료인 (La,Sr)MnO3 (LSM) 분말로 캐소드 슬러리를 만들고 이 슬러리를 애노드 지지체 튜브의 전해질층 위에 침적 도포한다. 그리고, 그것을 건조시킨 후, 약 1200℃에서 소결한다.
제조된 SOFC 셀의 외경은 약 20㎜, 내경은 약 16㎜, 길이는 약 300㎜이다.
다음, 제조된 SOFC 셀 내부에 니켈 펠트(nickel felt)를 삽입한다. 그리고, 알루미나로 만들어진 A형 지지 부재와 스테인리스강으로 만들어진 A형 커넥터를 준비하고, A형 커넥터의 제2 암나사(137)에 A형 지지 부재의 일측 결합부(124a)를 결합시켜 일체화한다.
다음, A형 커넥터가 일측에 결합된 A형 지지 부재를 일측과 마주하는 타측에서부터 니켈 펠트가 삽입되어 있는 셀의 중공부에 삽입한다. 또 다른 일실시예에 따르면, A형 커넥터가 일측에 결합된 A형 지지 부재는 니켈 펠트의 중공부에 먼저 삽입된 상태에서 니켈 펠트와 함께 셀의 중공부에 삽입될 수 있다.
다음, 니켈 펠트와 A형 지지 부재가 삽입되어 있고, A형 지지 부재의 일측에 A형 커넥터가 결합되어 있는 서브셀을 복수개 준비하고, 준비된 복수의 서브셀들을 길이 방향으로 서로 나사 결합한다.
다음, 셀들과 A형 지지 부재들의 경계 부분을 밀봉 부재(150)로 실링한다. 밀봉 부재(150)로는 Thermiculite #866(상품명)을 사용할 수 있다.
다음, 캐소드 집전 재료로 사용가능한 La0.9Sr0.1CoO3 분말을 플라즈마 스프레이법으로 각 서브셀의 제2 전극(116) 상에 도포하여 집전층(117)을 형성한다. 집전층(117)은 제1 서브셀(예컨대, 110a)의 제2 전극(116)과, 제2 전극(116)의 일측에 노출된 전해질층(114), 및 제1 서브셀과 이에 인접한 제2 서브셀(예컨대, 110b) 사이의 A형 커넥터(예컨대, 130b)의 일부분을 덮도록 형성된다.
제1 실시예의 연결형 셀 모듈(100)의 작동 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에서, 블랙 화살표(141)는 연료의 흐름 방향일 수 있고, 화이트 화살표(143)는 산화제의 흐름 방향일 수 있다. 연료는 메탄, 프로판, 부탄 등을 포함할 수 있고, 산화제는 공기, 산소 가스 등을 포함할 수 있다.
제1 매니폴드(140a)에서 연결형 셀 모듈(100)의 일측 중공부로 유입된 연료는 A형 지지 부재(120a ~ 120d)의 외표면을 따라 흐른다. 이때, 연료는 A형 커넥터(130a ~ 130d) 및 말단커넥터(130e)의 개구부들과 이들 사이사이의 다공성 부재(118)를 통과하여 흐른다. 연결형 셀 모듈(100)에 유입된 대부분의 연료는 고온 분위기에서 수소가 풍부한 개질가스로 전환된다. 수소는 연료 흐름 방향을 따라 이동하면서 각 서브셀의 제1 전극(112)으로 공급된다.
연결형 셀 모듈(100)은 제2 전극(116)으로 공급되는 공기 중의 산소와 제1 전극(112)에 공급되는 수소의 전기화학 반응에 의해 전기 에너지와 물을 발생시킨다. 전기 에너지는 연결형 셀 모듈(100)에 연결된 외부 회로 또는 부하(미도시)에 공급된다. 그리고 물 등의 반응 부산물과 미반응 연료는 봉 형상의 A형 지지 부재의 외표면 상에서 연료의 흐름 방향을 따라 이동하다가 연결형 셀 모듈(100)의 타측에 연결된 제2 매니폴드(140b)로 유출된다.
전술한 각 서브셀의 제1 전극(애노드)과 제2 전극(캐소드)에서의 전기화학 반응을 나타내면 아래의 반응식 1과 같다.
(반응식 1)
Figure 112010020528147-pat00001
도 6은 제2 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도이다. 도 7은 제2 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도이다. 도 8은 도 7의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도이다. 도 9a는 도 7의 연결형 셀 모듈에 사용된 커넥터 일체형 지지 부재(이하, B형 지지 부재라고 한다)의 정면도이다. 도 9b는 도 9a의 B형 지지 부재의 종단면도이다. 도 9c는 도 9a의 B형 지지 부재의 좌측면도이다. 도 9d는 도 9a의 B형 지지 부재의 우측면도이다. 도 10은 도 7의 연결형 셀 모듈에 사용된 커플링부(이하, B형 커플링부라 한다)의 정면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 연결형 셀 모듈(200)은 복수의 서브셀들(210a, 210b, 210c, 210d)을 구비한다. 각 서브셀은 복수의 셀들, 및 각 셀의 중공부에 길이 방향으로 삽입되는 부분을 구비하는 B형 지지 부재(220a, 220b, 220c, 220d)를 구비한다. 각 B형 지지 부재의 일측에는 커넥터(230a, 230b, 230c, 230d)가 일체로 구비된다. 또한, 연결형 셀 모듈(200)은 인접한 두 서브셀들 사이와 일단에 위치한 서브셀과 말단커넥터(230e) 사이에 배치되는 B형 커플링부들(250a, 250b, 250c, 250d)을 구비한다. 말단커넥터(230e)는 연결형 셀 모듈(200)의 일단과 매니폴드(140b) 사이에 구비된다.
각 서브셀(210a; 210b; 210c; 210d)은 튜브형 지지체를 형성하는 제1 전극(112)과, 제1 전극(112)의 외표면에 순차적층되는 전해질층(114) 및 제2 전극(116)을 구비한다.
B형 지지 부재들(220a, 220b, 220c, 220d)은 서로 전기적으로 절연된 상태로 물리적으로 연결되어 연결형 셀 모듈(200)의 일단에서부터 타단까지 관통하도록 설치된다. 일 실시예에서, 각 B형 지지 부재는 도 9a 내지 도 9d에 도시한 바와 같이 수레바퀴 모양의 몸체(232)의 일측 중앙부에 긴 손잡이가 달린 구조를 구비한다. 즉, B형 지지 부재는 몸체(232)의 일측 중앙부의 내측으로 형성된 제1 암나사(233)와, 제1 암나사(233) 주위에서 일방향으로 몸체(232)를 관통하는 복수의 개구부들(234a, 234b, 234c, 234d)과, 몸체(232)의 타측 중앙부에서 제1 암나사(233)와 마주하며 외부로 길게 연장되는 지지부(222)를 구비한다. 외부로 연장하는 지지부(222)의 끝단에는 제2 암나사(237)가 형성된다. 그리고, 몸체(232)의 양측 가장자리에는 플랜지들(238a, 238b)이 지지부(222)가 연장되는 방향으로 약간 돌출되도록 형성된다.
B형 커플링부들(250a, 250b, 250c, 250d)은 B형 지지 부재들과 다른 열팽창률을 갖고, B형 지지 부재들 사이사이에 배치된다. 일 실시예에서, 각 B형 커플링부(250a; 250b; 250c; 250d)는 도 10에 도시한 바와 같이 이중 수나사 모양을 구비한다. 즉, B형 커플링부는 짧은 원통형의 몸체(242)와, 몸체(242)와의 사이에 단차부(243a, 243b)를 두고 몸체(242)의 양단부에서 몸체(242)보다 작은 단면적으로 외측으로 소정 길이 연장되는 제1 수나사(244a) 및 제2 수나사(244b)를 구비한다.
본 실시예에서, B형 지지 부재는 페라이트계 스테인리스강으로 형성될 수 있고, B형 커플링부는 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다. 그러한 경우, 서브셀을 구성하는 튜브형 셀의 열팽창률을 고려하여 B형 커플링부의 길이와 B형 지지 부재의 지지부의 길이의 비율을 조정하면, 연결형 셀 모듈(200)의 구성요소들 간의 열팽창률 차이를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 서브셀 또는 튜브형 셀의 길이를 기준으로 B형 지지 부재의 지지부(222)의 길이(L5)(도 9a 참조)를 약 80%로 하고, B형 커플링부의 몸체(242)의 길이(L7)(도 10 참조)를 약 20%로 하면, 두 부품의 결합 구조의 열팽창률은 실온에서 1000℃까지 약 12×10-6[K-1] 이 된다.
도 7 및 도 8을 다시 참조하면, 일 실시예에서, SOFC 연결형 셀 모듈(200)의 각 B형 지지 부재(220a; 220b; 220c; 220d)의 지지부(222)와 제1 전극(112) 사이에는 다공성 부재(118)가 구비된다. 다공성 부재(118)는 플렉서블(flexible)하며, 서브셀 내부에서 제1 전극(112)과 지지부(222) 사이의 공간에 채워진다. 또한, 다공성 부재(118)는 도전성을 구비하며, 서브셀의 제1 전극(112)과 지지부(222) 사이를 전기적으로 연결한다.
일 실시예에서, 인접한 서브셀들 사이사이에는 절연 부재(252)가 구비된다. 즉, 절연 부재(252)는 제1 서브셀(210a)의 제1 전극(112)과 제2 서브셀(210b)의 커넥터(230b)를 전기적으로 분리한다. 절연 부재(252)의 일측은 커넥터(230b)의 플랜지부에 의해 지지될 수 있다.
일 실시예에서, 서브셀들(210a, 210b, 210c, 210d) 간의 경계 부분과 각 서브셀의 셀과 커넥터의 경계 부분은 밀봉 부재(250)에 의해 밀봉될 수 있다. 밀봉 부재(260)는 니켈계 브레이징 재료인 BNi-2(Cr 7%, B 3%, Si 4.5%, Fe 3%, C 0.05%, Ni Bal.)를 유도 브레이징(induction brazing) 법에 따라 용융시켜 형성될 수 있다.
각 서브셀의 제2 전극(116) 상에는 집전층(117a)이 구비된다. 일 실시예에서, 집전층(117a)은 제2 전극(116)과, 제2 전극(116)의 일측에 노출되는 전해질층(114), 및 이 전해질층(114)에 인접한 B형 지지 부재의 커넥터 일부분 위에 연속적으로 형성될 수 있다.
전술한 연결형 셀 모듈(200)에서는, 제1 서브셀(예컨대, 210a)의 제2 전극(116)에 연결된 집전부(117a)가 인접한 제2 서브셀(예컨대, 210b)의 B형 지지 부재(220b)를 통해 제2 서브셀(210b)의 제1 전극(112)과 연결된다. 따라서, 복수의 서브셀들의 기계적 직렬 연결 구조 뿐만 아니라 전기적 직렬 연결 구조가 안정적으로 형성된다.
도 11은 제3 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도이다. 도 12는 제3 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도이다. 도 13은 도 12의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도이다. 도 14a는 도 12의 연결형 셀 모듈에 사용된 커넥터 및 탄성부 일체형 지지 부재(이하, C형 지지 부재라고 한다)의 정면도이다. 도 14b는 도 14a의 C형 지지 부재의 종단면도이다. 도 14c는 도 14a의 C형 지지 부재의 좌측면도이다. 도 14d는 도 14a의 C형 지지 부재의 우측면도이다. 도 15는 도 12의 연결형 셀 모듈에 채용가능한 커플링부(이하, C형 커플링부라고 한다)의 정면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 연결형 셀 모듈(300)은 복수의 서브셀들(310a, 310b, 310c, 310d)을 구비한다. 각 서브셀은 복수의 셀들, 및 각 셀의 중공부에 길이 방향으로 삽입되는 부분을 구비하는 C형 지지 부재(320a, 320b, 320c, 320d)를 구비한다. 각 C형 지지 부재의 일측에는 커넥터(330a, 330b, 330c, 330d)가 일체로 구비된다. 또한, 연결형 셀 모듈(300)은 인접한 두 C형 지지 부재들 사이와 연결형 셀 모듈의 일단에 위치한 서브셀과 말단커넥터(330e) 사이에 배치되는 C형 커플링부(350a, 350b, 350c, 350d)를 구비한다. 말단커넥터(330e)는 연결형 셀 모듈(300)의 일단과 매니폴드(140b)를 유체소통 가능하게 연결한다.
각 서브셀(310a; 310b; 310c; 310d)은 튜브형 지지체를 형성하는 제1 전극(112)과, 제1 전극(112)의 외표면에 순차적층되는 전해질층(114) 및 제2 전극(116)을 구비한다.
C형 지지 부재들(320a, 320b, 320c, 320d)은 C형 커플링부들(350a, 350b, 350c, 350d)에 의해 서로 전기적으로 절연된 상태로 C형 커플링부와 함께 물리적으로 서로 연결되어 연결형 셀 모듈(200)의 일단에서부터 타단까지 그 중공부를 관통하도록 설치된다. 여기서, 각 C형 커플링부는 일종의 절연 부재로서도 기능함을 알 수 있다.
일 실시예에서, 각 C형 지지 부재(320a; 320b; 320c; 320d)는 도 14a 내지 도 14d에 도시한 바와 같이 수레바퀴 모양의 몸체(332)의 일측 중앙부에 긴 손잡이 형태의 지지부(322)가 달리고 몸체(332)의 타측 가장자리에 탄성부(342)가 일체로 결합된 구조를 구비한다. 여기서, 몸체(332)는 커넥터(330a; 330b; 330c; 330d)에 대응된다.
C형 지지 부재는 몸체(332)의 일측 중앙부의 내측으로 형성된 제1 암나사(333)와, 제1 암나사(333) 주위에서 일방향으로 몸체(332)를 관통하는 복수의 개구부들(334a, 334b, 334c, 334d)과, 몸체(332)의 타측 중앙부에서 제1 암나사(333)와 마주하며 외부로 봉 형상으로 길게 연장되는 지지부(322)를 구비한다. 지지부(322)의 끝단에는 제1 암나사(333)와 마주하도록 제2 암나사(337)가 형성된다.
탄성부(342)는 신축가능한 구조를 가지고, 제1 암나사(333)가 위치한 C형 지지 부재의 몸체(332)의 일측면 가장자리에 일체로 결합된다. 탄성부(342)는 서브셀들과 C형 지지 부재들 사이에서 압축 응력이 발생할 때 서브셀들 사이에서 탄성적으로 약간 압축 또는 팽창된다.
C형 커플링부들(350a, 350b, 350c, 350d)은 절연성을 구비하며, C형 지지 부재의 지지부(322)와 동일한 단면적 및 단면 형상을 구비하고 C형 지지 부재들 사이에 배치된다. 각 C형 커플링부(350a; 350b; 350c; 350d)는 도 15에 도시한 바와 같이 이중 수나사 모양을 구비한다. 즉, C형 커플링부는 납작한 원통형의 몸체(342)와, 몸체(342)와의 사이에 단차부(343a, 343b)를 두고 몸체(342)의 양측 중앙부에서 몸체(342)보다 작은 단면적으로 외측으로 소정 길이 연장되는 제1 수나사(344a) 및 제2 수나사(344b)를 구비한다. C형 커플링부의 길이는 도 10의 B형 커플링부의 길이에 비해 작을 수 있다.
본 실시예에서, C형 지지 부재는 페라이트계 스테인리스강으로 형성되고, C형 커플링부는 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다. 그러한 경우, 서브셀을 구성하는 튜브형 셀의 열팽창률을 고려하여 C형 커플링부의 길이(L12)(도 15 참조)는 적절히 조정될 수 있다. 즉, C형 지지 부재의 지지부(322)의 길이(L11)(도 14a 참조)와 C형 커플링부의 길이(L12)의 비율을 조정함으로써 연결형 셀 모듈(300)의 열팽창률 차이에 의해 원하지 않는 열응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 서브셀의 길이에 대하여 C형 지지 부재의 지지부(322)의 길이(L11)를 95%로 하고, C형 커플링부의 몸체(342)의 길이(L12)를 5%로 하면, 두 부품의 결합 구조의 열팽창률은 실온에서 1000℃까지 약 10×10-6[K-1] 이 된다. 즉, 결합되는 두 부품의 길이(L11, L12)의 비율을 조정하면, C형 지지 부재들과 C형 커플링부들의 결합 구조의 열팽창률과 튜브형 셀들의 열팽창률을 실질적으로 동일하게 하거나 조금 작게 하여 열팽창률 차이에 의해 열응력이 발생하는 것을 크게 감소시킬 수 있다.
도 12 및 도 13을 다시 참조하면, 연결형 셀 모듈(300)의 일단부에 위치하는 제1 C형 지지 부재(320a)는 제2 C형 지지 부재(320b)와 조금 다르게 탄성부가 생략된 구조를 구비할 수 있다. 제1 C형 지지 부재(320a)의 커넥터(330a)는 연결형 셀 모듈(300)의 일단과 매니폴드(140a)를 유체소통 가능하게 연결한다. 한편, 말단커넥터(330e)는 C형 지지 부재의 몸체(332)와 유사한 형태를 구비할 수 있다. 말단커넥터(330e)는 제4 C형 커플링부(350d)를 사이에 두고 연결형 셀 모듈(300)의 타단을 또 다른 매니폴드(140b)에 고정 결합한다.
일 실시예에서, 연결형 셀 모듈(300)의 각 C형 지지 부재(320a; 320b; 320c; 320d)의 지지부(322)와 제1 전극(112) 사이에는 다공성 부재(118)가 구비된다.
일 실시예에서, 인접한 서브셀들 사이 즉, 특정 서브셀(예컨대, 310a)과 이에 인접한 다른 서브셀(예컨대, 310b)의 탄성부(342) 사이에는 절연 부재(362)가 구비된다. 절연 부재(362)는 제1 서브셀(310a)의 제1 전극(112)과 제2 서브셀(310b)의 C형 지지 부재(320b)의 탄성부(342)를 전기적으로 절연한다.
일 실시예에서, 서브셀들(310a, 310b, 310c, 310d) 간의 경계 부분과 각 서브셀의 튜브형 셀과 커넥터의 경계 부분은 밀봉 부재(370)에 의해 밀봉될 수 있다. 일측의 밀봉 부재(370)는 인접한 두 서브셀들 사이의 절연 부재(362)를 덮도록 형성될 수 있다. 밀봉 부재(370)로는 글라스계(glass based), 결정화 글라스계, MICA, MICA-유리 복합재료, 유리-충진재 복합재료 등의 밀봉 재료(sealing metrials)가 사용될 수 있다.
각 서브셀(310a; 310b; 310c; 310d)의 제2 전극(116) 상에는 집전층(117b)이 구비된다. 집전층(117b)에는 스테인리스강이나, 은(Ag)을 포함한 니켈계 내열 합금 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 집전층(117b)은 도전성 메시(mesh)를 사용하여 형성된다. 한편, 다른 실시예에 따르면, 집전층(117b)은 도전성 배선을 제2 전극(116)에 감는 방식으로 설치될 수 있다. 이 경우, 집전층(117b)은 C형 지지 부재의 도전성 몸체(332)에 점(spot) 용접으로 접합될 수 있다. 또 다른 측면에서, 집전층(117b)은 LaCoO3 등의 전도성 산화물을 코팅함으로써 설치될 수 있다.
전술한 연결형 셀 모듈(300)에서는, 제1 서브셀(예컨대, 310a)의 제2 전극(116)에 연결된 집전층(117b)이 인접한 제2 서브셀(예컨대, 310b)의 C형 지지 부재(320b)를 통해 제2 서브셀의 제1 전극(112)과 연결된다. 도 12의 확대도에서 집전층(117b)과 C형 지지 부재(230b)의 커넥터(330b)는 와이어 또는 배선(117c)에 의해 서로 연결되어 있다.
전술한 실시예에 의하면, 복수의 서브셀들의 물리적 직렬 연결 구조 뿐만 아니라 전기적 직렬 연결 구조가 안정적으로 형성된다. 즉, 2개 이상의 애노드 지지체형 셀들을 이용하여 물리적 및 전기적으로 직렬 연결되면서 내구성이 우수한 연결형 셀 모듈을 손쉽게 제조할 수 있다.
도 16은 제4 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 개략적인 정면도이다. 도 17은 제4 실시예에 따른 연결형 셀 모듈의 단면도이다. 도 18은 도 17의 연결형 셀 모듈을 구성하는 서브셀들 중 어느 하나의 단면도이다. 도 19a는 도 17의 연결형 셀 모듈에 사용된 또 다른 커넥터 및 탄성부 일체형 지지 부재(이하, D형 지지 부재라 한다)의 정면도이다. 도 19b는 도 19a의 D형 지지 부재의 종단면도이다. 도 19c는 도 19a의 D형 지지 부재의 좌측면도이다. 도 19d는 도 19a의 D형 지지 부재의 우측면도이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 연결형 셀 모듈(400)은 복수의 서브셀들(410a, 410b, 410c, 410d)을 구비한다. 각 서브셀은 복수의 셀들, 및 각 셀의 중공부에 길이 방향으로 삽입되는 부분을 구비하는 D형 지지 부재(420a, 420b, 420c, 420d)를 구비한다. 각 D형 지지 부재의 일측에는 커넥터(430a, 430b, 430c, 430d)가 일체로 구비된다. 또한, 연결형 셀 모듈(400)은 인접한 두 D형 지지 부재들 사이, 및 연결형 셀 모듈의 일단에 위치한 서브셀(410d)과 말단커넥터(430e) 사이에 각각 배치되는 절연 부재(450)를 구비한다. 말단커넥터(430e)는 연결형 셀 모듈(400)의 일단과 매니폴드(140b)를 유체소통 가능하게 연결한다.
각 서브셀(410a; 410b; 410c; 410d)은 튜브형 지지체를 형성하는 제1 전극(112)과, 제1 전극(112)의 외표면에 순차적층되는 전해질층(114) 및 제2 전극(116)을 구비한다.
D형 지지 부재들(420a, 420b, 420c, 420d)은 절연 부재(450)에 의해 서로 전기적으로 절연된 상태로 물리적으로 서로 연결되어 연결형 셀 모듈(200)의 일단에서부터 타단까지 그 중공부를 관통하도록 설치된다.
일 실시예에서, 각 D형 지지 부재(420a; 420b; 420c; 420d)는 도 19a 내지 도 19d에 도시한 바와 같이 해머 모양을 구비한다. 즉, 각 D형 지지 부재는 머리부에 해당하는 몸체(432), 이 몸체(432)의 일측 중앙부에 봉 형상으로 길게 연장되는 지지부(422), 및 몸체(432)의 타측 가장자리에 탄성부(442)가 일체로 결합된 구조를 구비한다. 또한, D형 지지 부재는 몸체(432)의 일측 중앙부의 내측으로 형성된 제1 암나사(433)와, 제1 암나사(433) 주위에서 일방향으로 몸체(432)를 관통하는 복수의 개구부들(434a, 434b, 434c, 434d)과, 제1 암나사(433)와 마주하며 지지부(422)의 말단부에서 지지부(422)의 내측으로 형성된 수나사(437)를 구비한다.
탄성부(442)는 신축가능한 구조를 가지고, 제1 암나사(433)가 위치한 D형 지지 부재의 몸체(432)의 일측면 가장자리에 일체로 결합된다. 탄성부(442)는 서브셀들과 D형 지지 부재들 사이에서 압축 응력이 발생할 때 서브셀들 사이에서 탄성적으로 수축 또는 팽창된다.
본 실시예의 탄성부(442)는 도 13의 탄성부(342)보다 큰 탄성률을 갖도록 형성된다. 따라서, 본 실시예의 연결형 셀 모듈(400)에서는 도 12의 C형 커플링부(350a, 350b, 350c, 350d)가 실질적으로 생략될 수 있다. 다만, D형 지지 부재들 간의 전기적인 분리를 위해, D형 지지 부재들 사이사이에는 절연 부재(450)가 구비된다. 절연 부재(450)는 절연 코팅층으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, D형 지지 부재는 페라이트계 스테인리스강으로 형성될 수 있다. 그러한 경우, 서브셀을 구성하는 튜브형 셀의 열팽창률과 D형 지지 부재의 열팽창률의 차이를 고려하여 탄성부의 탄성력을 적절히 조정될 수 있다. 즉, 탄성부(442)의 탄성력을 적절히 조정하면, 연결형 셀 모듈(400)의 부품들 간의 열팽창률 차이에 의해 발생하는 열응력을 완화할 수 있다.
도 17 및 도 18을 다시 참조하면, 연결형 셀 모듈(400)의 일단부에 위치하는 제1 D형 지지 부재(420a)는 제2 D형 지지 부재(420b)와 조금 다르게 탄성부가 생략된 구조를 구비할 수 있다. 제1 D형 지지 부재(420a)의 커넥터(430a)는 연결형 셀 모듈(400)의 일단과 매니폴드(140a)를 유체소통 가능하게 연결한다. 한편, 말단커넥터(430e)는 탄성부가 일체로 구비된 D형 지지 부재의 몸체(432)와 유사한 형태를 구비할 수 있다. 말단커넥터(430e)는 연결형 셀 모듈(400)의 타단을 또 다른 매니폴드(140b)에 유체소통 가능하게 연결한다.
일 실시예에서, 연결형 셀 모듈(400)을 구성하는 각 서브셀의 D형 지지 부재(420a; 420b; 420c; 420d)의 지지부(422)와 제1 전극(112) 사이에는 다공성 부재(118)가 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 인접한 서브셀들 사이 즉, 특정 서브셀(예컨대, 410a)과 이에 인접한 다른 서브셀(예컨대, 410b)의 탄성부(442) 사이에는 또 다른 절연 부재(462)(이하, 제2 절연 부재라 한다)가 구비될 수 있다. 제2 절연 부재(462)는 제1 서브셀(410a)의 제1 전극(112)과 제2 서브셀(410b)의 D형 지지 부재(420b)의 탄성부(442)를 전기적으로 절연한다.
일 실시예에서, 서브셀들(410a, 410b, 410c, 410d) 간의 경계 부분과 각 서브셀의 튜브형 셀과 커넥터의 경계 부분은 밀봉 부재(470)에 의해 밀봉될 수 있다. 일측의 밀봉 부재(470)는 인접한 두 서브셀들 사이의 제2 절연 부재(462)를 덮도록 형성될 수 있다. 밀봉 부재(470)로는 글라스계(glass based), 결정화 글라스계, MICA, MICA-유리 복합재료, 유리-충진재 복합재료 등의 밀봉 재료(sealing metrials)가 사용될 수 있다.
각 서브셀(410a; 410b; 410c; 410d)의 제2 전극(116) 상에는 집전층(117b)이 구비된다. 집전층(117b)의 재료로는 스테인리스강이나, 은(Ag)을 포함한 니켈계 내열 합금 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 집전층(117b)은 도전성 메시(mesh)를 사용하여 형성된다. 집전층(117b)은 도전성 배선(117c)을 통해 D형 지지 부재의 도전성 몸체(432)에 연결된다. 도전성 배선(117c)은 도전성 몸체(432)에 점(spot) 용접으로 접합될 수 있다.
전술한 연결형 셀 모듈(400)에서는, 제1 서브셀(예컨대, 410a)의 제2 전극(116)에 연결된 집전층(117b)이 인접한 제2 서브셀(예컨대, 410b)의 D형 지지 부재(420b)를 통해 제2 서브셀의 제1 전극(112)과 연결된다. 따라서, 복수의 서브셀들의 물리적 직렬 연결 구조뿐만 아니라 전기적 직렬 연결 구조가 안정적으로 형성된다.
전술한 실시예에서, 복수의 서브셀들은 기본적으로 애노드 지지체형 셀들로 구성된다. 하지만, 본 실시예의 서브셀들은 애노드 지지체형 셀, 캐소드 지지체형 셀, 다전지식 셀, 또는 이들의 조합을 이용하여 구성될 수 있음은 전술한 개시를 통해 당연하다 할 것이다.
본 개시의 기술 사상은 전술한 실시예들에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예는 단지 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 개시의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110, 210, 310, 410 : 서브셀
120, 220, 320, 420 : 지지부재
130, 230, 330, 430: 커넥터
140 : 매니폴드
150 : 밀봉부재
117 : 집전층
118 : 다공성부재
119 : 중공부
250, 350 : 커플링부

Claims (20)

  1. 제1전극, 제2전극 및 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 전해질층을 각각 구비하고, 길이방향을 따라 중공부를 갖는 제1서브셀과 제2서브셀;
    상기 제1서브셀과 제2서브셀의 중공부를 따라 연장된 지지 부재;
    상기 제1서브셀과 제2서브셀 사이에 배치되며, 상기 제1서브셀과 제2서브셀의 지지부재들을 연결하는 커넥터를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1서브셀의 제1전극 또는 제2전극의 최소한 어느 하나는 상기 제2서브셀의 제1전극 또는 제2전극의 어느 하나와 커넥터를 통하여 연결되는 고체산화물 연료전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브셀의 제2전극은 제2서브셀의 제1전극과 커텍터를 통하여 전기적으로 직렬 연결되는 고체산화물 연료전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터와 제1서브셀 사이에는 절연 부재가 더 구비되어 상기 제2서브셀의 제1전극과 제1서브셀의 제1전극이 전기적으로 절연되는 고체산화물 연료전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브셀 및 제2서브셀의 지지 부재는 셀의 중심축에서 커텍터를 통하여 서로 연결되는 고체산화물 연료전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 제1서브셀과 제2서브셀 사이에서 유체의 유동을 위한 최소한 하나의 개구부를 갖는 몸체를 포함하는 고체산화물 연료전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 개구부는 상기 고체산화물 연료전지의 중심축 둘레를 따라 형성되는 복수개의 개구부로 이루어진 고체산화물 연료전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 몸체와 몸체에서 돌출된 커플링부를 포함하고, 상기 커플링부는 상기 제1서브셀 또는 세2서브셀의 최소한 어느 하나의 지지부재와 상기 커넥터를 연결하는 고체산화물 연료전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 커플링부는 나사부를 포함하고, 상기 제1서브셀 또는 제2서브셀의 최소한 하나의 지지 부재는 단부에서 상기 커플링부와 대응되는 나사부를 구비하여 상기 커플링부의 나사부와 상호 체결되도록 형성된 고체산화물 연료전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지 부재는 숫나사부를 구비하고, 상기 커플링부는 암나사부를 구비하는 고체산화물 연료전지.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 지지 부재는 각 단부에 나사부를 구비하여 일측의 커텍터와 타측의 커넥터 사이에서 연결되고, 상기 커넥터의 커플링부는 단부에 나사부를 구비하여 상기 제1서브셀과 제2서브셀의 지지 부재 사이에서 상기 커넥터가 연결되는 고체산화물 연료전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 제2서브셀의 지지 부재와 일체로 형성되는 고체산화물 연료전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지지 부재는 제1나사부를 구비하고, 상기 커넥터는 제2나사부를 구비하여 상기 제1서브셀의 지지부재의 제1나사부가 상기 커넥터의 제2나사부와 나사결합되는 고체산화물 연료전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1서브셀의 지지부재를 상기 커넥터와 연결시키는 커플링부를 더 포함하는 고체산화물 연료전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 커플링부는 이중 숫나사부를 구비하여 상기 커넥터의 암나사부와 상기 제1서브셀의 지지부재의 암나사부내로 삽입 체결되는 고체산화물 연료전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극, 전해질층 및 커넥터에 집전체를 더 구비하는 고체산화물 연료전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 중공부내에서 전도성 다공성 부재를 더 구비하고, 상기 다공성부재는 상기 제1전극과 지지 부재사이에 배치되고,
    상기 제1서브셀의 집전체는 상기 제2서브셀의 제1전극과 지지 부재의 사이에서 상기 제2서브셀의 전도성 다공성 부재와 접촉되는 고체산화물 연료전지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 주몸체와 지지 부재 몸체를 포함하되, 상기 주몸체에 연결되는 탄성부를 더 포함하는 고체산화물 연료전지.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 탄성부는 열팽창에 의한 차이를 완화시키기 위하여 상기 제1서브셀과 제2서브셀 사이에서 팽창하고 수축가능하도록 형성되는 고체산화물 연료전지.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2전극상에 집전체가 구비되고, 상기 집전체는 상기 탄성부를 가로질러 상기 커넥터에 연결되어 상기 제1서브셀과 제2서브셀이 상호 전기적으로 연결되는 고체산화물 연료전지.
  20. 제7항에 있어서,
    상기 커넥터와 상기 지지 부재는 상호 상이한 열팽창계수를 갖는 물질로 이루어져 상기 커플링부와 지지 부재의 상대적 길이 차이로 인하여 열팽창 차이를 완하시키도록 하는 고체산화물 연료전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220168513A (ko) 2021-06-16 2022-12-23 단국대학교 산학협력단 높이 차가 형성된 기판을 이용한 전극 조립체 및 그 제조방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101109233B1 (ko) * 2009-08-04 2012-01-30 삼성전기주식회사 집전가능한 매니폴드를 구비한 연료전지
US20110059383A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Shunsuke Taniguchi Combined cell structure for solid oxide fuel cell
KR20120014826A (ko) 2010-08-10 2012-02-20 삼성에스디아이 주식회사 셀 결합체를 구비한 고체 산화물 연료전지
CN103597643B (zh) 2011-04-21 2016-06-08 空中客车德国运营有限责任公司 驱动单元、用于提供动力的方法以及驱动单元的运用
DE102011106654A1 (de) * 2011-04-21 2012-10-25 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Festoxid-Brennstoffzellen-Elements durch schichtweisen Aufbau und ein Festoxid-Brennstoffzellen-Element
JP5846547B2 (ja) * 2012-02-29 2016-01-20 Toto株式会社 燃料電池セル及びその製造方法
TWM472958U (zh) * 2013-10-04 2014-02-21 Jun-Hong Wu 續接式電源模組以及包含續接式電源模組之電子裝置
JP6277808B2 (ja) * 2014-03-24 2018-02-14 アイシン精機株式会社 固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システム
GB201420379D0 (en) 2014-11-17 2014-12-31 Lg Fuel Cell Systems Inc Components and methods for manufacture and assembly of a fuel cell stack
JP6072104B2 (ja) * 2015-02-06 2017-02-01 三菱重工業株式会社 セルスタックこれを有する燃料電池モジュール及びセルスタック製造方法
CN111564594B (zh) * 2020-04-30 2021-05-18 东风汽车集团有限公司 一种用于电池模组的模组隔板及长模组

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273262A (ja) 2003-03-07 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
JP2007273196A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Dainippon Printing Co Ltd 固体酸化物形燃料電池、及びこれを用いた固体酸化物形燃料電池ユニット
JP2007273433A (ja) 2006-03-06 2007-10-18 Nitto Denko Corp セルユニット、セル接続方法、及び、燃料電池

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750279A (en) * 1992-02-28 1998-05-12 Air Products And Chemicals, Inc. Series planar design for solid electrolyte oxygen pump
US5338623A (en) * 1992-02-28 1994-08-16 Ceramatec, Inc. Series tubular design for solid electrolyte oxygen pump
JP3621857B2 (ja) 1999-12-15 2005-02-16 三菱重工業株式会社 円筒型燃料電池用製膜材、セルチューブ及びその製膜方法
JP5234554B2 (ja) * 2001-03-22 2013-07-10 独立行政法人産業技術総合研究所 固体電解質型燃料電池スタック構造体
CN100570941C (zh) * 2002-05-07 2009-12-16 加利福尼亚大学董事会 电化学电池组系统
US7638219B2 (en) * 2003-03-07 2009-12-29 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell without Z-like connection plates and the method producing the same
JP4541296B2 (ja) * 2003-03-13 2010-09-08 東京瓦斯株式会社 固体酸化物形燃料電池モジュール
WO2004088783A1 (ja) * 2003-03-31 2004-10-14 Tokyo Gas Company Limited 固体酸化物形燃料電池モジュールの作製方法
US20050037252A1 (en) * 2004-08-06 2005-02-17 Pham Ai Quoc Tubular solid oxide fuel cells
WO2006127045A2 (en) * 2004-11-30 2006-11-30 The Regents Of The University Of California Sealed joint structure for electrochemical device
JP2007220632A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Toyota Motor Corp チューブ型燃料電池モジュール
EP1994594B1 (de) 2006-02-27 2010-04-07 Highterm Research GmbH Brennstoffzellenanordnung
US20070269693A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Ion America Corporation Hermetic high temperature dielectric and thermal expansion compensator
TWI317186B (en) * 2006-08-17 2009-11-11 Optodisc Technology Corp Column type fuel cell, series device thereof and stack thereof
JP4240530B2 (ja) * 2006-09-15 2009-03-18 Ｔｏｔｏ株式会社 燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック及びそれらを含む燃料電池
JP2010282870A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Electric Power Dev Co Ltd 発電体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273262A (ja) 2003-03-07 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
JP2007273433A (ja) 2006-03-06 2007-10-18 Nitto Denko Corp セルユニット、セル接続方法、及び、燃料電池
JP2007273196A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Dainippon Printing Co Ltd 固体酸化物形燃料電池、及びこれを用いた固体酸化物形燃料電池ユニット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220168513A (ko) 2021-06-16 2022-12-23 단국대학교 산학협력단 높이 차가 형성된 기판을 이용한 전극 조립체 및 그 제조방법
KR102558466B1 (ko) 2021-06-16 2023-07-25 단국대학교 산학협력단 높이 차가 형성된 기판을 이용한 전극 조립체 및 그 제조방법

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