KR101250259B1 - Fabrication method of the electrolyte-impregnated metal electrode for molten carbonate fuel cells - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용융탄산염 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to that, more specifically, the manufacturing method of the impregnated molten carbonate fuel cell electrode, the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법은 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 뿌리는 단계, 뿌려진 혼합 분말을 틀 내에 균일하게 분산시켜 틀을 채우는 단계, 상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계 및 상기 소결된 전극판을 압축하는 단계를 포함한다. The aspect of manufacturing method of the electrolyte is impregnated with a molten carbonate fuel cell electrode to achieve a metal powder and mixing the electrolyte powder, the roots and the mixed powder on a graphite plate with a frame step, scattered mixed powder framework evenly distributed filling the mold in the heat treatment step of the uniformly sinter the mixture powder filled in the frame plate and a step of compressing the sintered electrode plate.

Description

전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극 제조방법 {Fabrication method of the electrolyte-impregnated metal electrode for molten carbonate fuel cells} The electrolyte is impregnated with a molten carbonate fuel cell electrode manufacturing method {Fabrication method of the electrolyte-impregnated metal electrode for molten carbonate fuel cells}

본 발명은 용융탄산염 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to that, more specifically, the manufacturing method of the impregnated molten carbonate fuel cell electrode, the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.

연료전지는 탄화수소 혹은 수소를 연료로 하며, 연료가 가진 화학에너지를 전기화학 반응에 의해 전기에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 장치이다. A fuel cell is a device that generates electricity by converting a hydrocarbon or hydrogen as a fuel and, the chemical energy of fuel into electrical energy with by an electrochemical reaction.

용융탄산염 연료전지는 600℃ 이상에서 작동되는 고온형 연료전지로 연료극(anode), 공기극(cathode), 매트릭스(matrix) 등으로 구성되고, 각 구성요소에는 고온에서 액상이 되는 전해질이 들어있어 연료극과 공기극간의 이온의 흐름을 원활하게 한다. A molten carbonate fuel cell is composed of a fuel electrode (anode), an air electrode (cathode), a matrix (matrix) such as a high-temperature fuel cell operating at above 600 ℃, each component has a containing the electrolyte is a liquid at a high temperature fuel electrode and to facilitate the flow of ions between the cathode.

연료극에는 연료가스가 주입되어 산화반응에 의해 전자를 생산하고, 공기극에는 산소와 이산화탄소가 주입되어 카보네이트 이온(CO 3 2 - )을 만들면서 외부회로에서 전달된 전자를 소모시킨다. The fuel electrode, the fuel gas is injected to produce electrons by oxidizing reaction, and there is an air electrode and the oxygen and carbon dioxide injection carbonate ion (CO 3 2 -), creating thereby the consumption of the electron transfer from the external circuit.

공기극에서 생성된 카보네이트 이온은 연료극과 공기극 사이에 위치한 매트릭스의 전해질을 통해 공기극에서 연료극으로 이동하며, 연료극에서 생성된 전자는 외부회로를 경유하여 흐르게 되며 전기를 생산하는 것이다. The carbonate ions generated in the air electrode is moved from the air electrode to the fuel electrode through an electrolyte matrix situated between anode and cathode, and electrons generated at the anode is to flow through the external circuit to produce electricity.

이와 같은 전극반응은 전극과 전해질, 반응가스가 접촉되는 삼상계면에서 일어나며, 삼상계면의 면적이 클수록 전기화학적 활성이 뛰어난 전극으로서 기능을 할 수 있다. This electrode reaction takes place in three-phase interface where the electrode and the electrolyte, the reaction gas contact, may function as the larger of the three-phase interfacial area highly electrochemically active electrode. 따라서 전해질은 각 구성요소에 적절하게 분포되어 전기화학적 산화환원 반응 및 이온 전도를 원활히 해야 한다. Therefore, the electrolyte is appropriately distributed to each component should facilitate the electrochemical oxidation-reduction reaction and the ion conductivity.

용융탄산염 연료전지의 전극은 전극과 전해질 간의 계면의 반응면적이 넓어야 하고, 연료 및 생성가스의 이동통로의 공간을 확보해야 한다. Electrode of a molten carbonate fuel cell and a reaction area of ​​the interface between the electrode and the electrolyte be wide, and need to free up space in the flow channel of the fuel and the product gas. 따라서 전극은 전극과 전해질, 가스의 전기화학적 반응을 극대화시키기 위하여 다공성이어야 하는 것이다. Therefore, the electrode is to be porous so as to maximize the electrode and the electrolyte, the electrochemical reaction of the gas.

전해질은 모세관압에 의해 전극 기공 내에 함침되고 유지되는데, 전해질이 함침되어도 기공 내에 기체가 통과해 나갈 수 있는 통로를 유지하여 삼상계면을 생성하는 것이 전지의 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 전극 내의 기공 크기와 분포가 매우 중요한 인자로 작용한다. Electrolytes there is impregnated and held in the electrode pores by capillary pressure, due to be the electrolyte is impregnated keep a passage that can continue to the gas passing through the pores exert a great influence on the performance of that cell to generate a three-phase interface between the pores in the electrode size and the distribution functions as a very important factor.

기존의 용융탄산염 연료전지용 판형 전극의 제조를 위해 사용되는 습식 테이프 캐스팅 방법은 두께의 정밀도가 우수하지만 슬러리 제조 등에 따른 제조 비용 상승 및 탈 유기물 공정을 필요로 하며, 수차례의 볼밀링 공정, 탈포 공정, 테이프 캐스팅 공정, 건조 공정 등과 같은 복잡한 공정을 필요로 하기 때문에 한 장의 그린시트가 생산되기까지 오랜 시간이 걸리는 단점이 있다. Wet tape casting method is used for a conventional molten carbonate fuel cell producing a plate-shaped electrode it requires a manufacturing cost increases and de-organic process according to such the accuracy of the thickness excellent but slurry, several ball-milling process, degassing process , to become a piece of painted sheet production because it requires complex processes such as tape casting process, the drying process has disadvantages that it takes a long time.

종래의 용융탄산염 연료전지에서는 매트릭스와 연료극 및 공기극의 사이에 전해질 판을 삽입하여 전처리 과정을 통해 전해질을 녹여 각 구성요소로 분산되게 하는 방식을 사용하였다. In the conventional molten carbonate fuel cell it was used as a way to insert the electrolyte plate between the matrix and the fuel electrode and the air electrode to be distributed to each component is dissolved an electrolyte through the pre-treatment.

전지 단위 셀을 수십 내지 수백 장을 적층하여 연료전지 스택을 제작할 때, 전처리 과정에서 전해질 판이 녹게 되면 전해질 판 두께만큼 줄어들면서 스택의 높이가 감소하게 되며, 전해질 판이 불균일하게 녹으면 균일한 면압 분포를 얻을 수 없고 전해질 판이 녹으면서 연료전지 단위 셀 외부로 밀려나가게 되면서 전해질 양을 적절하게 관리할 수 없다. When the tens of battery unit cells to stack several hundred pages produce a fuel cell stack, if the electrolyte plate is melted on the pre-treatment process, it loses much electrolyte thickness is reduced, the height of the stack, a uniform surface pressure distribution if the electrolyte plate is melted unevenly It can not be obtained as the electrolyte plate flew rust store pushed out to the fuel cell unit cell external of the electrolyte amount could not be properly managed.

상기와 같은 점을 극복하기 위하여 전해질 슬러리를 전극 위에 직접 코팅하여 건조한 후 열처리하거나 전해질 판을 전극 위에 위치시킨 후 열처리를 하는 방법이 고안되었다. A method for the heat treatment was placed over the electrodes or electrolyte plate and dried by directly coating the electrolyte on the electrode heat treated slurry to overcome the points as described above were designed.

이러한 경우 첫째, 전해질 슬러리 중에 포함되어 있는 유기물을 제거하기 위하여 450℃ 이하의 온도범위에서는 산화분위기 (산소 혹은 공기)에서 열처리를 한 후 450℃ 이상의 온도범위에서는 환원분위기에서 산화되었던 전극을 환원시키는 공정이 필수적이어서, 연료전지 생산 공정의 연속성이 보장되지 못하며 유기물 제거가 어려워 수율이 낮아지게 되는 단점이 있으며, 둘째로 전극 내에 전해질이 함침된 후 냉각과정에서 심한 뒤틀림 현상이 발생되어 전극의 평탄도가 떨어지기 때문에 결과적으로 연료전지 스택에 사용되기에는 부적합하게 되는 단점이 있다. In this case the first, the step of reduction of the electrode that was oxidized in the temperature range of not more than 450 ℃ in an oxidizing atmosphere in the (oxygen or air) temperature range after the heat treatment above 450 ℃ in a reducing atmosphere to remove the organic material contained in the electrolyte slurry the essential then, the fuel cell mothamyeo production process continuity is not guaranteed in has disadvantages that would be difficult for the organic removal yield is low, and secondly a severe distortion in the cooling stage after the electrolyte is impregnated is generated in the electrode evenness of the electrode is has a disadvantage that it unsuitable doegie consequently used in a fuel cell stack due to fall.

본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 용융탄산염 연료전지의 단위 셀이 적층된 연료전지 스택의 전처리 과정 중에 전해질 판이 용융되면서 발생하는 연료전지 스택의 높이 변화를 방지하고 균일한 면압 균형을 맞추기 위한 종래의 테이프 캐스팅법을 대체하는 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다. The present invention is an anti-height change of the fuel cell stack to occur as the electrolyte plate is molten during the pre-treatment of as having been conceived in view of the points described above, molten carbonate fuel cell, a fuel cell stack, the unit cells are stacked in uniform contact pressure to provide a conventional method of manufacturing a molten carbonate fuel cell electrode to replace the tape casting method to balance aims.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법은 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 뿌리는 단계, 뿌려진 혼합 분말을 틀 내에 균일하게 분산시켜 틀을 채우는 드라이 캐스팅단계, 상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계 및 상기 소결된 전극판을 압축하는 단계를 포함한다. The aspect of manufacturing method of the electrolyte is impregnated with a molten carbonate fuel cell electrode to achieve a metal powder and mixing the electrolyte powder, the roots and the mixed powder on a graphite plate with a frame step, scattered mixed powder framework evenly distributed filling the dry cast in a mold, and a step of compressing the uniform heat treatment step of sintering the mixed powder filled the sintered plate and the electrode plate into the frame.

상기 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계는 볼밀링, 밀링, 혼합기 중 어느 하나의 방법을 사용하여 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. Mixing the metal powder with the electrolyte powder may comprise a step of mixing by using the method of any one of ball milling, milling, mixing.

또한, 혼합되는 전해질 분말의 크기는 0.1-10㎛ 크기의 탄산염으로, Li, Na, K, Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba 및 Mg으로 이루어진 군으로부터의 2종 또는 그 이상 혼합된 탄산염이며, 혼합되는 전해질 분말의 양은 전체 혼합 분말 무게의 10~50 중량 파트인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the size of electrolyte powder is mixed into the size 0.1-10㎛ carbonate, Li, Na, K, 2 species or more from the group consisting of Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba, Mg and the mixed carbonate and it can be characterized in that the amount of 10-50 parts by weight of the total weight of the mixed powder is mixed electrolyte powder.

또한, 상기 혼합분말을 흑연판에 뿌리는 단계는 바이브레이터, 호퍼, 블레이드, 스프레이, 브러쉬 중 어느 하나 또는 둘 이상의 방법을 사용할 수 있다. Further, the mixture powder in the graphite plate sprinkling step may use any one or two or more of the vibrator, a hopper, a blade, a spray, brush.

나아가, 상기 흑연판 위에 뿌려진 혼합분말을 틀 안에 펴서 균일하게 채우는 단계는 블레이드 혹은 다중 블레이드를 이용하여 금속분말을 틀 안에 균일하게 펴서 채우거나, 넓은 평판을 틀 위에 수평으로 올린 후 일정한 속도로 밀어서 분말을 균일하게 펴서 채우는 방법을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the filling uniformly stretch the mixed powder sprayed on the graphite plate in the frame are powder pushing at a constant speed and then raised horizontally above framework the wide flat fill stretch uniformly in the mold the metal powder using a blade or multiple blades or, a can characterized in that it comprises the method for filling stretch uniformly.

그리고, 상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계에 있어서 열처리 온도는 550℃ 내지 700℃의 온도에서 1-10시간 수행되고, 열처리 분위기는 환원분위기로서 수소를 3~20% 포함하는 알곤, 질소, 헬륨의 혼합가스를 흘러 주는 방법인 것을 특징으로 할 수 있다. Then, the heat treatment temperature in the heat treatment step for sintering the uniformly mixed powder was filled in the mold plate is performed 1-10 hours at a temperature of 700 to 550 ℃ ℃, the heat treatment atmosphere containing hydrogen as a reducing atmosphere 3-20% argon, may be characterized in that the way to flowing a mixed gas of nitrogen and helium.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지의 전극 제조방법은 금속분말 및 전해질 분말의 혼합하는 단계 및 혼합분말을 틀 내에 균일하게 분산시키는 단계에서 최종적인 전극의 두께가 조절되고 분말 재배열을 통해 그 미세구조가 제어되므로 연료극 및 공기극의 제조에 모두 적용 가능하다. The thickness of the final electrode adjustment in the electrode manufacturing method of a molten carbonate fuel cell, the electrolyte is impregnated in accordance with the invention includes the steps of uniformly dispersing step and the mixed powder mixture of the metal powder and the electrolyte powder in a mold made as described above, and so that the microstructure is controlled by the powder rearrangement it is applicable to both the production of the fuel electrode and the air electrode.

또한, 전극의 기공율과 기공크기를 자유롭게 변형시킬 수 있으므로 제품의 두께 평탄화 정도가 제어 가능하여 두께에 대한 제약이 없으며, 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하여 금속 전극을 제조하면 종래의 기술에 비해 전극 내에 전해질이 균일하게 분포하고 삼상계면의 면적이 증가로 인해 전지의 성능이 향상된다. Furthermore, if can freely change the porosity and pore size of the electrodes, so there is no constraint on the possible thickness degree of flatness of the products controlled thickness, by mixing metal powder with an electrolyte powder to prepare a metal electrode in the electrode compared to the prior art the electrolyte is uniformly distributed, and improves the performance of the battery due to the three-phase interfacial area increases.

나아가, 종래의 공정에 비해 전극 내에 전해질을 함침시키는 공정이 단순하고 전해질의 분산도를 향상시킬 수 있어 제조단가를 낮추어 경제적인 제조방법의 제공이 가능하다. Furthermore, the process of impregnating the electrolyte into the electrode as compared with the conventional process can be simplified and improve the degree of dispersion of the electrolyte to lower the manufacturing cost can be provided in economical production methods.

도 1은 본 발명에 따른 건식 공정을 통한 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조 공정을 간략히 나타낸 흐름도이다. 1 is a flow chart showing briefly the process of manufacturing the porous metal electrode is impregnated with the electrolyte molten carbonate fuel cell with a dry process according to the invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제조방법 중 금속 분말과 전해질 분말을 혼합한 후 드라이 캐스팅하여 열처리하기 전의 단면 모습을 나타낸 구성도이다. 2 is a block diagram showing the cross-sectional shape prior to heat treatment after mixing the metal powder with the electrolyte powder in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention to dry the casting.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 실시예1에서 전해질 함침량이 25wt% 일 때, 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 공기극의 기공 분포를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the embodiment 1, when the amount of the electrolyte was impregnated in one 25wt%, the electrolyte is impregnated with a molten carbonate fuel cell pore distribution of the porous air electrode made in accordance with the present invention.
도 4은 비교예 1에서 제조된 전해질을 전혀 함침하고 있지 않은 용융탄산염 연료전지용 다공성 공기극의 기공 분포를 나타낸 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the are not entirely impregnated with an electrolytic molten carbonate fuel cell pore distribution of the porous air electrode produced in Comparative Example 1.
도 5은 본 발명에 따라 제조된 실시예 1에서 제조된 전해질 함침량이 25wt% 인 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 공기극으로 단위전지를 제조하여 운전하면서 시간에 따라 측정한 성능을 나타낸 그래프이다. Figure 5 is a graph and the amount of electrolyte impregnation prepared in the Example 1, made according to the present invention operating to produce a single cell to 25wt% of an electrolyte is infiltrated molten carbonate fuel cell porous air electrode shows the measured performance with time.
도 6은 비교예 1에서 제조된 전해질을 전혀 함침하고 있지 않은 용융탄산염 연료전지용 다공성 공기극으로 단위전지를 제조하여 운전하면서 시간에 따라 측정한 성능을 나타낸 그래프이다. Figure 6 is a graph showing the performance of a measurement over time while operating to produce a single cell in the molten carbonate fuel cell porous air electrode that is not completely impregnated with the electrolyte prepared in Comparative Example 1. Fig.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. Methods of accomplishing the advantages and features of the present invention and reference to the embodiments that are described later in detail in conjunction with the accompanying drawings will be apparent. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지의 전극 제조방법에 대해서 설명한다. It will be described below, the electrode manufacturing method of the electrolyte according to one embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings impregnating a molten carbonate fuel cell.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지의 전극 제조방법은 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 뿌리는 단계, 뿌려진 혼합 분말을 틀 내에 균일하게 분산시켜 틀을 채우는 단계, 상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계 및 상기 소결된 전극판을 압축하는 단계를 포함한다. The technical problem how electrode made of an electrolyte-impregnated molten carbonate fuel cell to achieve a metal powder and mixing the electrolyte powder, the roots and the mixed powder on a graphite plate with a frame step, scattered mixed powder framework evenly distributed filling the mold in the heat treatment step of the uniformly sinter the mixture powder filled in the frame plate and a step of compressing the sintered electrode plate.

상기 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계는 전극 내에 함침시키고자 하는 양의 전해질 분말과 금속 분말과 혼합하여 두 분말이 골고루 혼합되도록 하기 위한 단계이다. Mixing the metal powder with the electrolyte powder is a step for allowing the two powder mixture evenly mixed with an amount of electrolyte powder and the metal powder to be intended to be impregnated in the electrode.

이때, 혼합하는 방법으로는 볼밀링, 밀링, 혼합기 등을 사용할 수 있으며 금속 분말과 전해질 분말은 100℃이상의 건조기에서 24시간 이상 건조되고 혼합시 수분이 유입되지 않도록 밀봉하는 것이 바람직하다. In this case, the method of mixing is preferably sealed so as ball milling, may be used for milling, mixing, etc., and metal powder and the electrolyte powder is dried more than 24 hours in at least 100 ℃ drying the mixture when water is not flowing.

상기 금속 분말로는 Ni, Fe, Cu, W, Zn, Mn 및 Cr으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하거나, 2종 이상의 함금의 분말을 사용하며, 금속 분말 자체 또는 분말 전처리 등을 통하여 결합제 등의 유기물이 포함되어 있는 금속 분말을 사용할 수도 있다. As the metal powder is Ni, Fe, Cu, W, Zn, including one or more kinds selected from the group consisting of Mn and Cr, or using a powder of two or more types of alloy and, the metal powder itself or powder pre-treatment such as the organic material may contain a binder, such as be a metal powder through.

또한, 상기 전해질 분말은 Li, K, Na, Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba 및 Mg으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 원소를 포함하는 탄산염들의 혼합물을 사용할 수 있다. In addition, the electrolyte powder may be a mixture of a carbonate, including two or more kinds of elements selected from the group consisting of Li, K, Na, Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba and Mg.

상기 혼합된 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 뿌리는 단계는 상기 혼합된 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 흩어 뿌려주는 단계로서, 상기 혼합 분말을 바이브레이터, 호퍼, 블레이드, 브러쉬 등을 이용하여 흑연판 위에 고르게 뿌릴 수 있다. The roots and the mixed powder on a graphite plate with a frame is step wherein the mixed powder as the step frame is ppuryeoju scattered over a graphite plate, the mixed powder vibrator, hoppers, using a blade, brush, etc. on a graphite plate can be evenly sprinkle.

상기 뿌려진 혼합 분말을 틀 내에 균일하게 분산시켜 틀을 채우는 단계는 상기 흑연판 위에 뿌려진 혼합 분말을 흑연판 내에 고르게 분산시켜 틀 내에 균일하게 채우는 단계로서 드라이 캐스팅 단계라고 하기도 한다. And uniformly dispersing the powder mixture sprayed into the mold filling the mold is distributed evenly to the powder mixture sprayed onto the graphite plate in the graphite plate and sometimes referred to as dry-casting step as a filling in a uniform frame.

틀 안에 혼합 분말을 고르게 높이 편차 없이 채우기 위해 블레이드, 다중 블레이드를 이용하거나 넓은 평판을 이용할 수 있으며, 흑연판 위에 있는 틀(mold)이 혼합 분말판의 높이를 조절하고 분말의 퍼짐을 방지하는 역할을 한다. The role to fill, without height variation evenly mixed powder in a mold using a blade, multi-blade, or can take advantage of a wide flat frame (mold) in the upper graphite plate is adjusting the height of the mixed powder plate and prevent the spread of powder do.

다중 블레이드를 사용할 경우에는 각 블레이드의 높이는 소결시 두께 및 면적 감소 등을 감안하여야 하며, 블레이드의 모양과 개수, 각각의 높이차는 다양하게 이용될 수 있다. When using a multi-blade are to be considering the thickness and area reduction during sintering height of each blade, it can be used to vary the shape and number of cars, each of the height of the blade.

넓은 평판을 사용할 경우에는 너비는 틀보다 큰 판을 사용하며 틀 위에 수평으로 올려놓고 일정한 속도로 밀어내면서 흩어 뿌려진 혼합분말이 정확한 높이를 가지며 틀 내에 균일하게 분산되며 채워지도록 하는 것이 바람직하다. When using the large plate it has width is preferably used to fill the large plates than the frame and having a sprayed powder mixture is correct height scatter pushing at a constant speed horizontally placed over the framework and uniformly dispersed in a frame.

또한, 상기 드라이 캐스팅 단계 시 혼합 분말을 흐름성을 좋게 하기 위하여 혼합분말은 완전히 건조되어 있는 상태이며 구형 입자 형태를 가지는 것이 바람직하다. In addition, the state that is to the mixed powder during the dry casting steps improve the flowability mixed powder is completely dried, and preferably have a spherical particle shape.

상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계는 상기 압축된 혼합 분말을 열처리하여 금속 분말을 소결시키고 금속 분말 내에 분산되어 있던 전해질 분말이 용융되어 전극 내에 함침되도록 하는 단계이며, 한 번의 열처리로 금속 분말의 소결과 전해질 함침을 동시에 이룰 수 있음과 동시에 전극 내에 균일하게 전해질을 함침시킬 수 있는 효과가 있다. Heat treatment and sintering of mixed powders to plate filled in the said uniform framework is a step to ensure that sintering of the metal powder by heating the compressed mixed powder and the electrolyte powder that has been dispersed in the metal powder is melt-infiltrated into the electrode, heat treatment in a single to the effect that can be uniformly impregnated with the electrolyte in the electrode and at the same time it can achieve a sintered electrolyte and impregnation of the metal powder at the same time.

나아가, 상기 열처리단계는 혼합분말 판을 환원분위기 하에서 550℃ 내지 700℃의 온도에서 1-5시간 동안 수행할 수 있으며, 바람직하게는 580℃에서 3시간 이상 열처리하여 전해질은 용융되고 금속 입자간 목 성장(neck growth)을 이루며 기계적인 결합을 하게 된다. Further, the heat treatment step may be carried out for 1-5 hours at a temperature of 550 ℃ to 700 ℃ in a reducing atmosphere of a mixed powder plate, preferably by heat treatment for more than 3 hours at 580 ℃ electrolyte is melted intermetallic particles neck constitute a growth (neck growth) is a mechanical coupling.

이때, 용융된 전해질이 금속 입자 사이에서 전극 하부로 흐르면서 큰 기공을 형성하지 않도록 조절하는 것이 바람직하다. At this time, the molten electrolyte is preferably controlled so as not to form a large pore flows to the lower electrode between the metal particles.

상기 소결된 전극판을 압축하는 단계는 소결되고 전해질이 함침된 전극의 두께 공차를 최소화시키기 위해 가압하는 단계이다. Compressing the sintered electrode plate is a step in which the pressure in order to minimize the thickness tolerances of the sintered electrode and the electrolyte is impregnated.

좀 더 상세히 설명하면, 소결되고 전해질이 함침된 판형 다공성 금속체는 소결 시 두께 방향에서 수축 현상이 발생하고 동시에 전해질의 용융 및 냉각시 전극의 수축 현상이 발생하므로, 정밀한 두께 공차 제어를 위해 상부롤과 하부롤로 구성된 핀치롤(압착롤) 혹은 일축방향의 프레스를 이용하여 두께 공차를 최소화시켜 전극을 제조할 수 있다. More In detail, since the sintered and the electrolyte is impregnated plate-shaped porous metal body is generating the contraction of the electrodes in the event of a contraction, and at the same time the melting and cooling of the electrolyte in the thickness direction at the time of sintering, the upper roll for precision thickness tolerance control and a lower roll constructed pinch roll (press roll) or by using a uniaxial direction of the press by minimizing the thickness tolerances can be manufactured electrode.

또한, 핀치롤(압착롤)을 사용할 경우 롤 셋트는 1셋트 이상 다단으로 설계되어 이용될 수 있으며, 롤을 이용한 합착시 유압을 이용하여 일정한 하중을 지속적으로 가하거나, 일정 롤 간 갭(gap)을 유지하는 갭 제어 방식을 이용할 수 있다. Further, the pinch rolls set the gap (gap) between the first set may be more than used is designed as a multi-stage, using the hydraulic pressure during cementation using a roll to continuously is in, or a certain load constant roll when using the (press roll) a gap control system may be used for holding.

나아가, 상기 핀치롤(압착롤) 혹은 일축방향의 프레스는 금속, 고분자 또는 세라믹 등의 재질의 면을 가지고, 상기 가압시 압력은 50-200kgf/㎠ 인 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다. Further, with the surface of the material, such as the pinch roll (press roll) or in the uniaxial direction presses the metal, polymer or ceramic, when the pressing pressure is not limited to, preferably in the 50-200kgf / ㎠.

상기 방법에 의해 제조된 전극은 0.3-1.0㎜의 전극 두께를 가지며, 2-20㎛의 기공 크기 및 30-90%의 기공율을 가지며, 이때 상기 전극의 두께 공차는 일반적으로 5-15㎛, 바람직하게는 10㎛ 내외로 제어될 수 있다. The electrode prepared by the above method has an electrode thickness of 0.3-1.0㎜, has a porosity of 30-90% and a pore size of 2-20㎛, wherein the thickness tolerances of the electrodes is generally 5-15㎛, preferably it can be controlled by 10㎛ abroad.

상기 전극이 공기극인 경우 65-80%의 기공율을 가지며, 연료극인 경우40-60%의 기공율을 가지며, 상기 전극에 함침된 전해질의 양은 전극의 두께 수축을 감안하여 전체무게의 50 wt.% 이하로 제한하고 상기 전해질 분말은 0.1-10㎛의 직경을 가지는 것이 바람직하다. If the electrode is an air electrode has a porosity of 65-80%, when the anode has a porosity of 40-60%, the amount of electrolyte impregnated in the electrode of the total weight in view of the shrinkage of the electrode thickness 50 wt.% Or less limited and the electrolytic powder preferably has a diameter of 0.1-10㎛.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 혼합분말을 제조하는 단계 및 혼합분말을 흑연판 위의 틀 내에 고르게 분산시키는 단계에서 두께와 분말 재배열이 이루어져 이를 통해 미세구조 및 두께 평탄화를 제어할 수 있으며, 용융탄산염 연료극 및 공기극의 제조에 모두 적용이 가능하다. Manufacturing method according to one embodiment of the present invention as described above the steps and the mixed powder is a fine structure and a thickness of flattened evenly made the thickness and powder rearrangement in dispersing through it in the frame above the graphite plate to prepare a mixed powder can be controlled, it can be applied both to the manufacture of molten carbonate fuel electrode and the air electrode.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극과 종래의 테이프 캐스팅 방식으로 생산된 전극의 실시예 및 비교 결과에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, a detailed description of the examples and the comparative results of an electrode produced in the electrode and a conventional tape casting method prepared by the method of one embodiment of the electrolyte is impregnated molten carbonate fuel cell electrode according to the present invention.

실시예 1 : 전해질 함침형 다공성 금속 공기극 제조 Example 1: needle-like porous metallic cathode electrolyte also prepared

본 실시예는 전해질 함침형 다공성 건식 전극 제조방법에 근거하여 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 공기극을 제조한 예이다. This embodiment is also an example electrolyte electrolyte to prepare a molten carbonate fuel cell porous metallic cathode impregnation, based on the dry porous needle-like electrode production method. 상기 건식 공기극의 원료로는 필라멘트형 니켈 분말을 이용하였으며, 이와 함께 니켈 분말에 PVA계 바인더를 코팅하거나 각기 다른 종류의 분말을 혼합한 합금분말도 사용할 수 있다. As raw material for the dry air electrode was used for filamentary nickel powder, coating the PVA binder to a nickel powder with it, or can be used each alloy powder was mixed with different kinds of powders.

상기 금속 분말과 1㎛이하의 크기로 분쇄한 전해질 분말을 24시간 이상 볼밀링하여 분말이 충분히 혼합되도록 하였으며, 첨가되는 전해질 분말의 양은 전체 무게의 25, 35, 45 wt.%에 해당하는 무게로 혼합하였다. The electrolyte powder ground to a size less than the metal powder and 1㎛ the weight corresponding to 25, 35, 45 wt.% Of the total weight amount of the electrolyte was such that the powder is milled to a powder mixture sufficiently to see more than 24 hours, is added They were mixed.

상기 혼합 분말을 수평이 유지된 흑연판 위에 넓게 흩어 뿌린 후(spreading), 넓은 흑연판을 이용하여 1.0㎜의 두께의 혼합 분말판을 만들고 흑연판 위에 1.0mm 두께의 틀을 두어 혼합 분말이 판 모양을 유지하도록 하였다. After sprinkling the powder mixture dispersed widely over the horizontal to maintain the graphite sheet (spreading), using a broad graphite plates to create a powder mixture of the plate thickness of 1.0㎜ shaped a couple of mixed powder to the frame of 1.0mm thickness on the graphite plate plate It was to be held. 전해질이 함침된 공기극의 두께는 틀의 두께를 변화시켜 조절할 수 있다. The thickness of the air electrode the electrolyte is impregnated can be adjusted by changing the thickness of the frame.

상기 혼합 분말은 흑연판과 함께 환원분위기(N 2 :H 2 =90:10)하에서 전해질의 균일한 분배와 금속 분말의 동시 소결을 위하여 580℃에서 3시간 이상 열처리하여 전해질이 함침된 공기극을 제조하였으며, 소결 후 전해질을 뺀 후의 전극의 기공율은 72.3%, 기공 크기는 3.14㎛ 이고 용융되었던 전해질은 흘러내림 없이 다공성 전극의 기공 내를 채운 상태를 보였다. The mixed powder is a reducing atmosphere with a graphite plate (N 2: H 2 = 90 : 10) under for simultaneous sintering with a uniform distribution and a metal powder subjected to heat treatment for more than 3 hours at 580 ℃ producing the air electrode the electrolyte is impregnated in the electrolyte were a porosity of the electrode is 72.3% after subtracting the electrolyte after sintering, the pore size showed a 3.14㎛ and was molten electrolyte is filled in the inside of the porous electrodes with no pore bleeding state.

비교예 1 : 건식 방법을 이용한 다공성 금속 공기극 제조 Comparative Example 1: Preparation of porous metal cathode using the drying method

본 비교예는 실시예와 동일한 방법을 이용하여 전해질을 포함하고 있지 않은 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 공기극을 제조한 예이다. This comparative example is an example of preparing the embodiment and the molten carbonate fuel cell porous metallic air electrode that does not contain the electrolyte, using the same method. 상기 건식 공기극의 원료로는 필라멘트형 니켈 분말을 이용하였으며, 이와 함께 니켈 분말에 PVA계 바인더를 코팅하거나 각기 다른 종류의 분말을 혼합한 합금분말도 사용할 수 있다. As raw material for the dry air electrode was used for filamentary nickel powder, coating the PVA binder to a nickel powder with it, or can be used each alloy powder was mixed with different kinds of powders.

흑연판 위에 0.8mm의 두께의 틀을 놓은 후 틀 안에 상기 니켈 분말을 수평이 유지된 흑연판 위에 넓게 흩어 뿌린 후(spreading), 틀 안에 니켈 분말이 고르게 분산되도록 하였다. After placing the mold with a thickness of 0.8mm on a graphite plate it was evenly distributed in the nickel powder after scattered widely sprinkle the nickel powder on the horizontal plate is kept in the graphite frame (spreading), the framework.

상기 니켈 분말판은 흑연판과 함께 환원분위기(N 2 :H 2 =90:10) 하에서 니켈 분말의 소결을 위하여 열처리하여 공기극을 제조하였으며, 소결 후 공기극의 두께는 0.7mm였으며, 공기극의 기공율은 78%, 기공 크기(MPD, mean pore distribution)는 7.94㎛ 였다. The nickel powder plates are in a reducing atmosphere with a graphite plate was (N 2:: H 2 = 90 10) by heating to the sintering of the nickel powder was manufactured under the air electrode, the thickness of the air electrode and then sintered is 0.7mm, the porosity of the air electrode is 78%, a pore size (MPD, mean pore distribution) was 7.94㎛.

도 3 및 도 4은 각각 전해질이 25wt% 함침이 된 공기극과 전해질이 함침이 되지 않은 공기극의 기공분포를 나타내는 그래프로서, 전해질이 함침되지 않을 경우 7.94㎛의 기공이 생성되지만 전해질이 함침이 된 후에는 3.14㎛로 기공의 크기가 작아진 것을 확인할 수 있다. 3 and 4 is a graph showing the respective electrolyte is impregnated with a 25wt% air electrode and the electrolyte is the cathode in the pore distribution that is not impregnated, if the electrolyte is not impregnated the pores of 7.94㎛ produced, but after the electrolyte is impregnated can confirm that the true size of the pores as small as 3.14㎛.

전해질이 금속입자와 함께 혼합되어 소결을 통해 전극이 형성이 되기 때문에 전해질이 결합제와 같은 역할을 하기 때문에 다소 기공의 크기가 작아진 것이나, 후술할 단위전지 테스트에서 확인하듯이 전지의 성능에 부정적 요인을 주지 않기 때문에 큰 문제가 되지는 않는다. Since the electrolyte is mixed with the metal particles to the electrodes formed through sintering would binary slightly pore size because the electrolyte is to act as a binder becomes small, just as found in the unit cell test, which will be described later negative factor in the performance of the battery because it is not is not a big problem.

또한, 하기 표 1에 건식공정을 통해 제조된 전해질이 함침된 공기극과 건식 공정을 통해 제조된 전해질이 함침되지 않은 공기극(비교예1)의 기본 물성을 비교하여 나타내었다. Moreover, to is shown by comparing the basic physical properties of the air electrode (Comparative Example 1) manufactured without impregnating an electrolyte in Table 1 through the air electrode and the dry process manufacturing the electrolyte impregnated with the dry process.

공기극 Cathode 기공율 Porosity 기공크기 Pore Size 두 께 thickness
25wt% 함침 25wt% impregnation 72.30% 72.30% 3.14μm 3.14μm 0.90mm 0.90mm
35wt% 함침 35wt% impregnation 78.20% 78.20% 6.01μm 6.01μm 0.93mm 0.93mm
45wt% 함침 45wt% impregnation 80.80% 80.80% 4.16μm 4.16μm 1.00mm 1.00mm
0% 함침 (비교예1) 0% impregnation (Comparative Example 1) 78.00% 78.00% 7.94μm 7.94μm 0.67mm 0.67mm

나아가, 이렇게 건식공정을 통해 제조된 공기극과 습식공정을 통해 제조된 공기극을 이용해 단위전지를 조립하여 단위전지를 작동하여 작동시 시간에 따른 성능의 변화를 측정하여 비교하였다. Furthermore, this way with the air electrode prepared through a wet process and the air electrode prepared through a dry process by assembling the unit batteries operate the unit cells was compared by measuring the change in performance with time in operation.

10x10 cm 2 크기의 단위전지를 제작하고 테스트시 흘려주는 가스의 양은 U f (수소이용율)=U o (산소이용율)=0.4인 스탠다드 가스 조건을 사용했으며 단위전지 운전 온도는 650℃로 유지하였다. The amount U f (a hydrogen utilization factor) = U o used the (oxygen utilization) = 0.4 Standard gas condition unit cell operating temperature of the gas to produce a unit cell of 10x10 cm 2 size and flow during the test was maintained at 650 ℃.

또한, 전류밀도가 0, 50, 100, 150 mA/cm 2 일 때의 전지 성능을 측정하였으며, 그 외에는 150mA/cm 2 의 전류밀도에서 단위 전지를 운전하였다. In addition, the current density is 0, 50, was measured when the battery performance of 100, 150 mA / cm 2 days, except that the unit cell was operated at a current density of 150mA / cm 2. 단위전지 테스트한 결과 전해질을 함침한 공기극을 이용한 단위 전지에서의 성능이 매우 좋았으며 장시간 운전에 더욱 안정성을 보였다. A single cell test results showed the performance of the unit cell using the cathode were impregnated with an electrolyte showed a very good stability even in a long time operation.

도 5 및 도 6을 참고하면, 전해질을 25wt.% 함침한 경우 약 2000 시간동안 150mA/cm 2 의 전류밀도에서 0.84V의 성능을 유지하였으며, 전해질을 함침하지 않은 공기극에서의 경우에는 약 800시간동안 50mA/cm 2 의 전류밀도에서 0.81V의 성능을 보였다. 5 and Referring to Figure 6, the electrolyte 25wt.% In the impregnation for about 2000 hours was maintained the performance of 0.84V at a current density of 150mA / cm 2, in the case of a non-impregnated with an electrolyte, the air electrode of about 800 hours for showed a performance of 0.81V at a current density of 50mA / cm 2.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 제조공정을 이용하여 전해질을 함침한 공기극이 종래의 습식방식에 의한 전극에 비해 기공의 크기는 다소 줄어들었으나, 성능 및 장기 안정성 면에서 매우 뛰어난 결과를 보이는 것을 확인할 수 있다. Thus, the size of the pores is the air electrode impregnated with an electrolyte using a dry fabrication process as compared to the electrode by a conventional wet method, according to one embodiment of the present invention eoteuna somewhat reduced, showing a very good result in terms of performance and long-term stability You can see that.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. Although above described embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art will appreciate that may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the invention will be.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Therefore, the embodiments described above are to be understood as not be illustrative and not restrictive in every aspect and the scope of the present invention, the detailed description will be represented by the claims to be described later, the spirit and scope of the claims and all such modifications as derived from the equivalent concept be construed as being included in the scope of the invention.

Claims (10)

  1. 금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계; Mixing a metal powder with an electrolyte powder;
    상기 혼합 분말을 틀이 있는 흑연판 위에 뿌리는 단계; Roots stage the mixed graphite powder on a plate with a frame;
    상기 뿌려진 혼합 분말을 틀 내에 균일하게 분산시켜 틀을 채우는 단계; And uniformly dispersing the powder mixture sprayed into the mold filling the mold;
    상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계 및 Heat treatment step of sintering the mixed powder is uniformly filled in the frame plate, and
    상기 소결된 전극판을 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법. The method for producing the electrolyte of the sintered electrode plate characterized in that it comprises the step of compressing impregnated with molten carbonate fuel cell electrode.
  2. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    금속 분말과 전해질 분말을 혼합하는 단계는 볼밀링, 밀링, 혼합기 중 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하여 혼합하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법. Mixing a metal powder with an electrolyte powder is ball milling, milling, or any method that is a method of impregnating a molten carbonate fuel cell electrode, the electrolyte, characterized in that the manufacture comprises blending using two or more of the mixer.
  3. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    혼합되는 전해질 분말의 크기는 0.1-10㎛ 크기의 탄산염인 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법. The method of impregnating a molten carbonate fuel cell electrode, the electrolyte according to the size of the electrolytic powder is mixed is characterized in that the size of 0.1-10㎛ carbonate.
  4. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    혼합되는 전해질 분말은 Li, Na, K, Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba 및 Mg으로 이루어진 군으로부터의 2종 또는 그 이상 혼합된 탄산염인 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 전극의 제조방법. Electrolyte powder to be mixed is Li, Na, K, Rb, Cs, Gd, Ca, Sr, Ba, and two of the group from the group consisting of Mg or more of the electrolyte, characterized in that the mixed carbonate impregnated with molten carbonate fuel cell method for manufacturing an electrode.
  5. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    혼합되는 전해질 분말의 양은 전체 혼합 분말 무게의 10~50 중량 파트인 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조방법. 10-50 weight parts of the characteristic by the impregnation of a molten carbonate fuel cell process for producing a porous metal electrode in the electrolyte to the amount of the total weight of the mixed powder is mixed electrolyte powder.
  6. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 혼합분말을 흑연판에 뿌리는 단계는 바이브레이터, 호퍼, 블레이드, 스프레이, 브러쉬 중 어느 하나 또는 둘 이상의 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조방법. The roots and the mixed powder in the graphite plate is step-vibrator, a hopper, a blade, a spray, any one or a molten carbonate fuel cell process for producing a porous metal electrode, characterized in that it comprises two or more of the brush.
  7. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 흑연판 위에 뿌려진 혼합분말을 틀 안에 펴서 균일하게 채우는 단계는 블레이드 혹은 다중 블레이드를 이용하여 금속분말을 틀 안에 균일하게 펴서 채우는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조방법. Filling the mixed powder was sprayed onto the graphite plate uniformly stretched in the frame The method of manufacturing a molten carbonate fuel cell porous metal electrode comprises a method for filling spreads evenly in the mold the metal powder using a blade or multiple blades .
  8. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 흑연판 위에 뿌려진 혼합분말을 틀 안에 펴서 균일하게 채우는 단계는 평판을 틀 위에 수평으로 올린 후 일정한 속도로 밀어서 분말을 균일하게 펴서 채우는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조방법. Filling the mixed powder was sprayed onto the graphite plate uniformly stretched in the frame is the molten carbonate fuel cell porous metal electrode comprises a method for filling spreads uniformly a powder pushing at a constant speed and then raised horizontally above framework the plate method.
  9. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 균일하게 틀 내에 채워진 혼합 분말 판을 소결하는 열처리 단계에 있어서 열처리 온도는 550℃ 내지 700℃의 온도에서 1-10시간 수행되는 것을 특징으로 하는 전해질이 함침된 용융탄산염 연료전지용 다공성 금속 전극의 제조방법. The preparation of uniformly mixing the impregnated molten carbonate fuel cell porous metal electrode electrolyte characterized in that the heat treatment temperature is carried out 1-10 hours at a temperature of 550 ℃ to 700 ℃ in the heat treatment step to sinter the powder filled in the mold plate Way.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172929A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Toyota Motor Corp Method of manufacturing membrane-electrode assembly and reinforced type electrolyte membrane for polymer electrolyte fuel cell, and membrane-electrode assembly and reinforced type electrolyte membrane obtained by the manufacturing method
KR100874331B1 (en) * 2006-12-28 2008-12-18 두산중공업 주식회사 Electrolyte impregnation of the molten carbonate fuel cell air electrode production method
KR100921218B1 (en) * 2009-03-26 2009-10-09 재단법인 구미전자정보기술원 Method for manufacturing an anode for solid oxide fuel cell
KR101047717B1 (en) * 2008-12-26 2011-07-08 두산중공업 주식회사 Molten carbonate fuel cell electrolyte should simultaneously dry the needle-like porous metal electrode production method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172929A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Toyota Motor Corp Method of manufacturing membrane-electrode assembly and reinforced type electrolyte membrane for polymer electrolyte fuel cell, and membrane-electrode assembly and reinforced type electrolyte membrane obtained by the manufacturing method
KR100874331B1 (en) * 2006-12-28 2008-12-18 두산중공업 주식회사 Electrolyte impregnation of the molten carbonate fuel cell air electrode production method
KR101047717B1 (en) * 2008-12-26 2011-07-08 두산중공업 주식회사 Molten carbonate fuel cell electrolyte should simultaneously dry the needle-like porous metal electrode production method
KR100921218B1 (en) * 2009-03-26 2009-10-09 재단법인 구미전자정보기술원 Method for manufacturing an anode for solid oxide fuel cell

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