KR101454150B1 - 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조 및 제조 방법. - Google Patents

열전환 발전 셀의 내부 집전 구조 및 제조 방법. Download PDF

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Abstract

내부 전극, 고체 전해질, 외부 전극을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조로써, 상기 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 전극에 밀착되는 제 1 집전체, 상기 다공성의 제 1 집전체를 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 고정하여 상기 내부 전극에 밀착시키는 제 2 집전체, 상기 제 1 집전체와 상기 제 2 집전체 사이에 위치하는 전도 매개체인 리드 와이어를 포함하는 내부 집전 구조를 이용한다.
이와 같은 방법을 통한 열전환 발전 셀의 내부 집전 방법으로 내부 집전 구조의 집전체가 열전환 발전 셀의 내부 전극과 밀착되어 접촉이 원활히 이루어지고, 집전체와 연결되는 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)의 체결 방법이 용이하여 종래 내부 집전의 어려움을 해결할 수가 있다.

Description

열전환 발전 셀의 내부 집전 구조 및 제조 방법.{A INTERNAL COLLECTOR STRUCTURE OF THEMAL TO ELETRIC CONVERTING CELL AND MANUFACTURING METHOD.}
본원 발명은 열전환 발전 셀인 튜브형의 전지에서 집전하는 방법 중 내부 집전 방법에 관한 것으로 복수의 집전체를 포함하는 내부 집전 구조를 이용한다.
열전환 발전 셀의 내부 집전 방법으로 열전환 발전 셀의 내부 전극에 접촉이 원활한 다공성 집전체와 여기에 체결되는 전도 매개체인 리드 와이어(wire)를 포함하는 기술이다.
AMTEC(Alkali Metal Themal to Eletric Converter)은 열에너지로부터 전기에너지를 생산하는 것이 가능한 열변환 전기발생장치이다.
이온전도성을 갖는 베타 알루미나 고체전해질(Beta-Alumina Solid Electrolyte:BASE)의 양단에 온도차를 주면 셀 내부에 충전되어 있는 Na의 증기압 차로 인해 Na+ 이온이 되었다가 전해질을 통해 음극에서 양극으로 확산 후 중성화 되는 과정에서 전기가 발생한다.
이때 저전압, 대전류가 발생하는데 직렬이나 병렬로 연결하여 모듈화하는 경우 대용량 발전이 가능하다.
암텍(AMTEC) 기술은 우주용 전력원으로 개발이 시작된 기술로서, 단위면적당 높은 전력밀도, 고휴율, 안정성을 유지하는 장점이 있다.
또한, 열원은 태양에너지, 화석연료, 폐열, 지열, 원자로 등 다양한 열원을 사용할 수 있는 장점이 있고, 기존의 발전방식과는 달리 터빈이나 모터와 같은 구동부 없이 전기를 생산할 수 있는 발전 셀로 구성되어 열과 접촉되는 부위에서 직접 전기를 생산할 수 있고 직렬 또는 병렬로 모듈화하는 경우 수 kW에서 수백 MW 규모의 대용량 발전이 가능하다.
폐열의 형태는 배가스, 배공기, 폐온수, 폐증기 등이 있고 생산공정의 제품의 현열, 반응열 또한 폐열로 분류되며 이들의 폐열회수는 부식성 물질 포함 여부, 온도 및 유량의 조건에 따라 적용가능한 열교환기의 형태 및 규격과 재질 등도 다양하게 적용되고 있다.
이러한 폐열 이용장치로는 폐열 회수기, 전열 교환기, 히트 파이프식 열교환기 등이 있으며 특별한 경우 별도의 회수 시스템이 고려되고 있다.
암텍(AMTEC)은 고품질의 전기를 열원으로부터 직접 생산하여 효율을 높일 수 있어 기존의 수력발전, 화력발전, 원자력발전, 조력발전, 풍력발전 등의 발전 기술을 대체할 수 있는 유망한 기술로 대두되고 있다.
암텍(AMTEC) 발전기술의 특징 중 하나는 다른 열전기 변환 소자들에 비해 간단한 구조를 가지면서도 높은 에너지 변환효율을 가지는 것이다.
특히 태양전기변환시스템(solar thermal power plant)과 비교하면, 터빈 등의 기계적 구동부가 필요 없으며, 열전소자 (thermoelectric device)과 비교하면 고용량, 고효율의 시스템에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
암텍(AMTEC)에서 전기를 생산하는 과정을 구체적으로 살펴보면, Na 증기가 열원에 의해 고온고압영역인 증발기에서 증기상태로 변하여 Na+이 베타 알루미나 고체 전해질(Beta-Alumina Solid Electrolyte:BASE)로 통과하고, 자유전자들은 음극(anode)으로부터 전기부하로 통과하여 양극(cathode)으로 돌아와서 저온저압영역의 베타 알루미나 고체 전해질(Beta-Alumina Solid Electrolyte:BASE)의 표면에서 나오는 이온과 재결합하여 중성화되는 과정에서 전기를 발생한다.
전기를 발생하는 에너지원 또는 원동력(driving force)은 열변환 발전기 내부에 Na의 증기압이 가장 크게 작용하고 또한 작용유체의 농도 차이, 온도 차이로 인해 Na이 고체 전해질을 통과하는 과정에서 발생하는 자유전자를 전극을 통해 집전함으로써 발전이 가능하게 된다.
고체 전해질에는 베타 알루미나(Beta-Alumina)와 나시콘(Na super-ionic conductor:NASICON) 이 사용될 수 있다.
그러나, 나시콘은 장시간 고온에 노출되었을 때 결정구조의 안정성이 문제가 되고 있는 실정이다.
베타 알루미나에는 beta'-alumina 와 beta''-alumina 두 가지 종류가 있다.
beta''-alumina가 층상구조가 더욱 발전되어 있어 Na+이온의 전도성이 훨씬 좋기 때문에 일반적으로 사용되고 있다.
중성의 Na 증기는 저압영역의 응축기 내 표면에서 냉각에 의해 응축되어 모세관 윅에 의해 증발기로 이동하여 증발기에서 다시 증기상태로 변하는 과정을 반복하게 된다. 증발기의 온도는 900 내지 1100K 범위에 있고 응축기의 온도는 500 내지 600K가 되는 것이 일반적이다.
또한, 암텍(AMTEC)의 열변환 전기발생 효율은 40%까지 가능하며 출력밀도가 높고, 별도의 구동부위가 필요없는 간단한 구조라는 장점 등을 가지고 있다.
암텍(AMTEC)의 열전환 발전 셀로 사용되는 튜브형의 전지는 일반적으로 내부 전극, 전해질, 외부 전극으로 구성된다. 이때 전지에서 발생하는 전기를 집전하기 위해서는 내부 전극과 외부 전극을 도체를 이용하여 전기적으로 연결하여야 하는데, 튜브형태의 전지의 내측면에 형성되어 있는 내부전극을 전기적으로 연결하기에는 기술적으로 어려움이 있다.
튜브형 고체산화물연료전지(SOFC)의 경우 종래의 집전체는 원통형의 형상을 가진 집전체를 사용하였고, 암텍(AMTEC)의 경우 아직까지 명확히 공개되지 않은 상태이다.
종래의 기술은 단위셀 및 시스템의 무게를 증가시키고 제작비용이 많이 소요되어 경제성 및 단위 중량당 출력밀도 저하의 요인이 될 수 있다.
공개특허 제 10-2011-0138862 호는 다공성 폴리머 웹 집전체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 3차원 네트워크 구조를 갖는 다공성 폴리머 웹을 열압착한 후 도전막을 형성함에 따라 전기전도도가 높고, 마크로포어(macro-pore)가 잘 발달되어 전해질의 침투가 용이하게 이루어질 수 있는 다공성 폴리머 웹 집전체 및 그의 제조방법으로 섬유 성형성 고분자 물질을 방사하여 얻어진 나노섬유로 이루어지고 미세 기공을 갖는 다공성 폴리머 웹, 및 상기 다공성 폴리머 웹에 도전성을 부여하기 위해 금속을 증착하여 형성된 도전막을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 고온의 환경에서 용이하게 손실 없이 전기를 집전하는 방법에 관한 문제점은 여전히 남아있다.
AMTEC(Alkali Metal Themal to Eletric Converter)에 포함되는 열전환 발전 셀(Themal To Eletric Converting Cell)에서 전기를 집전하기 위해서는 통상 베이스(BASE) 튜브의 내부 전극은 전자가 발생하는 음극(anode)이 형성되고 외부 전극은 전자와 Na+이온이 재결합하여 중성의 Na으로 환원되는 양극(cathode)으로 활용되고 있으며 각각의 전극에서 전기를 집전하여 도선을 통해 회로로 구성되어야 한다. 이 과정에서 외부의 집전은 금속성 메쉬(mesh) 및 와이어(wire)를 이용하여 전극을 감는 방식으로 용이하게 전기를 집전할 수 있으나 내부 전극은 용이하게 손실 없이 전기를 집전하는데 어려움이 있다.
내부 전극, 고체 전해질, 외부 전극을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조로써, 상기 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 전극에 밀착되는 제 1 집전체, 상기 다공성의 제 1 집전체를 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 고정하여 상기 내부 전극에 밀착시키는 제 2 집전체, 상기 제 1 집전체와 상기 제 2 집전체 사이에 위치하는 전도 매개체인 리드 와이어를 포함하는 내부 집전 구조를 이용한다.
상기 집전체와 와이어의 연결은 상기 리드 와이어를 상기 제 2 집전체에 체결하는 방법을 이용한다.
열전환 발전 셀인 튜브형의 전지에서 집전하는 방법 중 내부 집전 방법에 관한 것으로 복수의 집전체를 포함하는 내부 집전 구조를 이용한다.
열전환 발전 셀의 내부 집전 방법으로 내부 집전 구조의 집전체가 열전환 발전 셀의 내부 전극과 밀착되어 접촉이 원활히 이루어지고, 집전체와 연결되는 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)의 체결 방법이 용이하여 종래 내부 집전의 어려움을 해결할 수가 있다.
상기 리드 와이어(lead wire)의 체결 방법은 용접의 방법, 매듭을 형성하는 방법 등 다양하게 구현될 수 있을 것이다.
도 1은 본원 발명에 의한 내부 집전 구조를 나타낸다.
도 2는 본원 발명에 의한 내부 집전 구조의 제조 방법을 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 내부 집전 구조를 나타낸다.
도 4는 본원 발명에 의한 튜브형 열전환 발전 셀을 나타낸다.
도 5은 본원 발명의 실시 예에 의한 암텍(AMTEC) 셀을 나타낸다.
도 1은 본원 발명에 의한 내부 집전 구조를 나타낸다.
내부 전극(210), 고체 전해질(230), 외부 전극(240)을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 집전 구조(100)에 있어서, 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 전극에 밀착되는 제 1 집전체(120), 상기 제 1 집전체(120)를 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부에 고정하여 상기 내부 전극(210)에 밀착시키는 제 2 집전체(110), 상기 제 1 집전체(120)와 상기 제 2 집전체(110) 사이에 위치하는 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)(130)를 포함하는 것이 가능하다.
상기 제 1 집전체(120)는 다공성 구조로 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 수은(Hg), 아르곤(Ar), 주석(Sn), 아연(Zn), 리튬(Li), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 탄소(C), 게르마늄(Ge), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제 1 집전체(120)는 펠트(felt) 형상의 다공성 구조로 구현되는 것이 가능할 것이다.
상기 제 2 집전체(110)는 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 수은(Hg), 아르곤(Ar), 주석(Sn), 아연(Zn), 리튬(Li), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 탄소(C), 게르마늄(Ge), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 2 집전체(110)는 탄성 및 전도성을 갖는 금속으로 홀(Hole)이 형성된 구조인 것이 바람직할 것이다.
예를 들어, 상기 제 2 집전체(110)는 홀(Hole)이 형성된 사각형의 금속면을 속이 비어있는 원기둥 형상으로 롤링(Rolling)한 구조로 구현되는 것이 가능할 것이다.
상기 홀의 크기, 개수, 형상 등은 제조되는 튜브형 열전환 발전 셀에 따라 다양하게 변형하여 제조되는 것이 가능할 것이다.
또한, 상기 제 2 집전체(110)는 탄성 및 전도성을 갖는 금속으로 홀(Hole)이 형성된 사각형의 금속면을 두루마리 형상으로 롤링(Rolling)한 구조로 구현되는 것도 가능할 것이다.
상기 고체 전해질(230)은 베타 알루미나계(beta-alumina계) 또는 나시콘계(Na super-ionic conductor:NASICON계) 고체 전해질 중 어느 하나인 것이 바람직할 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 베타 알루미나에는 beta'-alumina 와 beta''-alumina 두 가지 종류가 있다.
beta''-alumina가 층상구조가 더욱 발전되어 있어 Na+이온의 전도성이 훨씬 좋기 때문에 일반적으로 사용된다.
상기 내부 전극(210) 및 외부 전극(240)은 Mo, Ni, Al, PtW, RhW, TiC, TiN, SiN, RuO, Ru2O, Rh2W 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 바람직할 것이다.
상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)은 튜브 형태인 금속 지지체(220), 상기 금속 지지체(220) 내부 표면에 형성된 내부 전극(210), 상기 튜브 형태인 금속 지지체(220) 외부 표면에 형성된 고체 전해질(230), 상기 고체 전해질(230) 표면에 형성된 외부 전극(240)을 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 금속 지지체(220)와 상기 금속 지지체(220) 내부 표면에 형성된 내부 전극(210)은 하나로 구성될 수 있다. 즉, 금속 지지체(220)로 작용하는 내부 전극(210)을 형성하여 사용하는 것이 가능할 것이다.
내부 전극(210), 고체 전해질(230), 외부 전극(240)을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 집전 구조(100)의 제조 방법에 있어서, 내부 전극(210), 고체 전해질(230), 외부 전극(240)을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀(200), 상기 기재된 제 1 집전체(120), 제 2 집전체(110), 전도 매개체인 리드 와이어(Lead wire)(130)를 준비하는 단계, 상기 제 2 집전체(110)에 상기 전도 매개체인 리드 와이어(Lead wire)(130)를 연결하는 단계, 상기 리드 와이어(130)가 연결된 상기 제 2 집전체(110)를 상기 제 1 집전체(120)로 감싸 집전 구조를 형성하는 단계, 상기 집전 구조(100)를 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)에 삽입하는 단계, 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)에 삽입된 상기 집전 구조(100)의 상기 제 2 집전체(110)의 탄성에 의해 상기 집전 구조(100)가 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 전극(210)에 밀착되는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 제 2 집전체(110)에 상기 전도 매개체인 리드 와이어(Lead wire)(130)를 연결하는 단계에서, 상기 리드 와이어(130)를 상기 제 2 집전체(110)의 홀(Hole)에 체결하는 것이 바람직할 것이다.
상기 리드 와이어(130)를 상기 제 2 집전체(110)의 홀(Hole)에 체결하는 일 예의 방법으로는 상기 리드 와이어(130)에 매듭 구조를 형성하고, 상기 매듭 구조를 상기 제 2 집전체(110)의 홀(Hole)에 걸리도록(jammed)하는 것이 가능할 것이다.
또한, 상기 리드 와이어(130)를 용접하여 상기 제 2 집전체(110)에 체결하는 방법도 가능할 것이다.
이와 같이 상기 리드 와이어(130)를 상기 제 2 집전체(110)에 체결하는 방법은 종래에 사용되는 체결 방법을 포함하여 다양하게 구현하는 것이 가능할 것이다.
상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)에 삽입된 상기 집전 구조(100)의 상기 제 2 집전체(110)의 탄성에 의해 상기 집전 구조(100)가 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 전극(210)에 밀착되어 내부 집전 구조(100)의 제 1 집전체(120)가 열전환 발전 셀의 내부 전극(210)과 밀착되어 접촉이 원활히 이루어지도록 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 집전 구조(100)가 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 전극(210)에 밀착되는 것은 상기 제 2 집전체(110)의 탄성에 의해서도 가능할 것이고, 상기 제 2 집전체(110)가 탄성의 성질을 갖고 있지 않더라도, 상기 제 2 집전체(110)와 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 크기를 조절하는 것에 의해서도 상기 집전 구조(100)가 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 내부 전극(210)에 밀착되도록 구현하는 것이 가능할 것이다.
암텍(AMTEC) 셀(300)에 있어서, 본원 발명의 집전 구조(100)를 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀(200), 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200) 하부에 위치하여 절연 및 밀봉의 기능을 수행하는 접합부(250)를 포함하여 구성되는 것이 가능할 것이다.
상기 접합부(250)는 기체가 통과할 수 있도록 양면이 개방되고 속이 빈 원통 형상인 것이 바람직할 것이다.
상기 접합부(250)는 절연성을 갖는 절연부(251), 접합성을 높이기 위한 금속관(252)을 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 암텍(AMTEC) 셀(300)을 모듈화 하는 방법으로는 상기 접합부(250)는 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)와 접합하는 부분에 열전환 발전 셀(200)이 삽입될 수 있도록 홈이 형성되어져 있는 절연부(251), 상기 홈에 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200) 삽입된 후 그 나머지 공간에 형성되는 밀봉부를 포함하여 구성되고, 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)의 외부 전극(240)은 상기 홈에 삽입되지 않고 상기 내부 전극(210) 또는 고체 전해질(230)의 하단부가 홈에 삽입되어 고정되고, 상기 밀봉부는 기체가 통과하지 않도록 밀봉하게 되고 상기 절연부(251)와 상기 튜브형 열전환 발전 셀(200)을 접합하는 것이 가능할 것이나, 이에 한정되는 것이 아님은 당연할 것이다.
상기 절연부(251)는 알파 알루미나(alpha alumina), 아노다이징(anodizing) 금속, 범랑코팅된 금속 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것이 가능할 것이다.
또한, 상기 밀봉부는 카본링, 골드링, 실버링, 브레이징 필러(brazing filler) 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직할 것이며, 상기 접합부(250)의 절연부(251)는 용접, 오링(O-ring), 브레이징(brazing) 중의 적어도 어느 하나의 방법으로 접합되는 것이 바람직할 것이다.
본원 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100: 내부 집전 구조 110: 제 2 집전체
120: 제 1 집전체 130: 리드 와이어(lead wire)
200: 튜브형 열전환 발전 셀 210: 내부 전극
220: 금속 지지체 230: 고체 전해질
240: 외부 전극 250: 접합부
251: 절연부 252: 금속관
300: 암텍(AMTEC) 셀

Claims (14)

  1. 내부 전극, 고체 전해질, 외부 전극을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조에 있어서,
    상기 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 전극에 밀착되는 제 1 집전체;
    상기 제 1 집전체를 튜브형 열전환 발전 셀의 내부에 고정하여 상기 내부 전극에 밀착시키는 제 2 집전체;
    상기 제 1 집전체와 상기 제 2 집전체 사이에 위치하는 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제 1 집전체는
    다공성 구조로
    니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 수은(Hg), 아르곤(Ar), 주석(Sn), 아연(Zn), 리튬(Li), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 탄소(C), 게르마늄(Ge), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 집전체는
    니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 수은(Hg), 아르곤(Ar), 주석(Sn), 아연(Zn), 리튬(Li), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 탄소(C), 게르마늄(Ge), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 집전체는
    탄성 및 전도성을 갖는 금속으로
    홀(Hole)이 형성된 구조인 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 전해질은
    베타 알루미나계(beta-alumina계) 또는 나시콘계(Na super-ionic conductor:NASICON계) 고체 전해질 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 전극 및 외부 전극은
    Mo, Ni, Al, PtW, RhW, TiC, TiN, SiN, RuO, Ru2O, Rh2W 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브형 열전환 발전 셀은
    튜브 형태인 금속 지지체;
    상기 금속 지지체 내부 표면에 형성된 내부 전극;
    상기 금속 지지체 외부 표면에 형성된 고체 전해질;
    상기 고체 전해질 표면에 형성된 외부 전극
    을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조.
  8. 내부 전극, 고체 전해질, 외부 전극을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀의 집전 구조 제조 방법에 있어서,
    (i) 내부 전극, 고체 전해질, 외부 전극을 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀,
    청구항 1의 제 1 집전체, 제 2 집전체, 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)를 준비하는 단계;
    (ii) 상기 제 2 집전체에 상기 전도 매개체인 리드 와이어(lead wire)를 연결하는 단계;
    (iii) 상기 리드 와이어가 연결된 상기 제 2 집전체를 상기 제 1 집전체로 감싸 집전 구조를 형성하는 단계;
    (iv) 상기 집전 구조를 상기 튜브형 열전환 발전 셀에 삽입하는 단계;
    (v) 상기 튜브형 열전환 발전 셀에 삽입된 상기 집전 구조의 상기 제 2 집전체에 의해 상기 집전 구조가 상기 튜브형 열전환 발전 셀의 내부 전극에 밀착되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 집전 구조 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (ii) 단계에서
    상기 리드 와이어를 상기 제 2 집전체의 홀(Hole)에 체결하는 것
    을 특징으로 하는 집전 구조 제조 방법.
  10. 암텍(AMTEC) 셀에 있어서,
    청구항 1의 상기 열전환 발전 셀의 내부 집전 구조를 포함하는 튜브형 열전환 발전 셀,
    상기 튜브형 열전환 발전 셀 하부에 위치하여 절연 및 밀봉의 기능을 수행하는 접합부를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 암텍(AMTEC) 셀.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 접합부는 기체가 통과할 수 있도록 양면이 개방되고 속이 빈 원통 형상인 것
    을 특징으로 하는 암텍(AMTEC) 셀.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 접합부는 절연성을 갖는 절연부,
    접합성을 높이기 위한 금속관
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 암텍(AMTEC) 셀.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 절연부는 알파 알루미나(alpha alumina), 아노다이징(anodizing) 금속, 범랑코팅된 금속 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 암텍(AMTEC) 셀.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 절연부는 용접, 오링(O-ring), 브레이징(brazing) 중의 적어도 어느 하나의 방법으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 암텍(AMTEC) 셀.


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