KR101693557B1 - Coated steel plate for molten carbonate fuel cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

용융탄산염 연료전지용 코팅강판 및 그의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 구현예는, 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판; 및 상기 강판의 표면에 위치하며, 전이금속으로 이루어진 코팅층;을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판을 제공한다.A coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell and a method of manufacturing the same are disclosed. One embodiment of the present invention relates to a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And a coating layer disposed on the surface of the steel sheet, the coating layer being made of a transition metal. The present invention also provides a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell.

Description

용융탄산염 연료전지용 코팅강판 및 그의 제조방법{COATED STEEL PLATE FOR MOLTEN CARBONATE FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell,

본 발명의 일 구현예는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell and a method of manufacturing the same.

용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)는 연료전지 중에서 현재 유일하게 상업화를 하고 있는 것으로서, 기술적 성숙이 높이 이루어진 분야이다. 그러나, 여전히 3~4년 정도의 수명으로 인하여 교체주기가 빠르고 이로 인해 추가비용 발생하는 개선여지가 존재한다. The Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) is the only commercially available fuel cell currently in the technical maturity category. However, there is still room for improvement in the replacement cycle due to the lifetime of 3 to 4 years and additional costs.

MCFC는 전극, 전해질, 분리판 등으로 구성되어 다른 연료전지 종류와 유사하지만, 전해질로 사용되는 탄산염(Li2CO3 + K2CO3, 또는 Li2CO3 + Na2CO3)의 강한 부식성으로 인하여 분리판 및 집전판의 수명이 줄어드는 문제가 존재한다. The MCFC is composed of electrodes, electrolytes, separators, etc., similar to other fuel cell types, but the carbonate used as the electrolyte (Li 2 CO 3 + K 2 CO 3 , or Li 2 CO 3 + Na 2 CO 3 ), there is a problem that the lifetime of the separator plate and the collector plate is reduced.

현재 MCFC의 탄산염 환경에서 내부식성이 높은 강종을 개발하는 연구가 수행되고 있으나, 기본적으로 5년 이상의 장수명 MCFC 스택을 구현하기 위해서는 내부식성 기능을 부여하는 보호코팅이 필요하다. Currently, studies are underway to develop highly corrosion resistant steels in the carbonate environment of MCFC, but basically a protective coating that provides corrosion-resistant function is required to implement a long-life MCFC stack of 5 years or more.

MCFC 분리판에는 316L이나 310S의 소재가 현재 사용되고 있는데, 탄산염 분위기 하에서는 이러한 소재의 표면에 전도도가 낮은 부식생성물이 형성됨으로써 성능을 저하시키는 원인이 되고 있다.
316L and 310S materials are currently used for the MCFC separator, which causes degradation of performance due to the formation of low-conductivity corrosion products on the surface of the material under carbonate atmosphere.

본 발명의 일 구현예는, 탄산염 분위기에서 내부식성 및 전도도가 우수한 용융탄산염 연료전지용 코팅강판 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell having excellent corrosion resistance and conductivity in a carbonate atmosphere and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 구현예는, 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판; 및 상기 강판의 표면에 위치하며, 전이금속으로 이루어진 코팅층;을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판을 제공한다.One embodiment of the present invention relates to a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And a coating layer disposed on the surface of the steel sheet, the coating layer being made of a transition metal. The present invention also provides a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell.

상기 코팅층은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 것일 수 있다.The coating layer may comprise a lithium transition metal oxide.

상기 리튬 전이금속 산화물은 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The lithium transition metal oxide may include nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.

상기 리튬 전이금속 산화물은 층상계 화합물인 것일 수 있다.The lithium transition metal oxide may be a layered compound.

상기 리튬 전이금속 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.The lithium transition metal oxide may include LiCoO 2 , LiNiO 2 , or a combination thereof.

상기 코팅층은 용융탄산염 연료전지의 전해질 내 포함된 탄산염으로부터 강판을 보호하는 것일 수 있다.The coating layer may protect the steel sheet from the carbonate contained in the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.

상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 집전판, 분리판, 또는 이들의 조합의 기재일 수 있다.The steel sheet for a molten carbonate fuel cell may be a collector plate, a separator plate, or a combination thereof.

상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다.The steel sheet for the molten carbonate fuel cell may include stainless steel.

상기 코팅층의 두께는 2 내지 20㎛ 일 수 있다.
The thickness of the coating layer may be 2 to 20 占 퐉.

본 발명의 다른 구현예는, 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판을 준비하는 단계; 및 상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a molten carbonate fuel cell (MCFC), comprising: preparing a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet. The present invention also provides a method for manufacturing a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell.

상기 코팅층은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 것일 수 있다.The coating layer may comprise a lithium transition metal oxide.

상기 리튬 전이금속 산화물은 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The lithium transition metal oxide may include nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.

상기 리튬 전이금속 산화물은 층상계 화합물인 것일 수 있다.The lithium transition metal oxide may be a layered compound.

상기 리튬 전이금속 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.The lithium transition metal oxide may include LiCoO 2 , LiNiO 2 , or a combination thereof.

상기 코팅층은 용융탄산염 연료전지의 전해질 내 포함된 탄산염으로부터 강판을 보호하는 것일 수 있다.The coating layer may protect the steel sheet from the carbonate contained in the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.

상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 집전판, 분리판, 또는 이들의 조합의 기재일 수 있다.The steel sheet for a molten carbonate fuel cell may be a collector plate, a separator plate, or a combination thereof.

상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다.The steel sheet for the molten carbonate fuel cell may include stainless steel.

상기 코팅층은 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The coating layer may be made of nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), or a combination thereof.

상기 코팅층의 두께는 2 내지 20㎛ 일 수 있다.The thickness of the coating layer may be 2 to 20 占 퐉.

상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;는, 전해도금, 무전해도금, 및 물리적 기상 증착(physical vapor deposition, PVD) 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
The step of forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet may be performed using at least one of electrolytic plating, electroless plating, and physical vapor deposition (PVD).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 탄산염 분위기에서 내부식성 및 전도도가 우수한 용융탄산염 연료전지용 코팅강판 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell having excellent corrosion resistance and conductivity in a carbonate atmosphere and a method of manufacturing the same can be provided.

도 1은 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)의 단위전지 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 코팅강판 시편의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 코팅강판 시편에 형성된 코팅층의 SIMS 깊이 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편에 형성된 코팅층의 SIMS 깊이 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6 내지 도 10은 코팅하지 않는 316L 소재 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12는 실시예 1에서 제조된 코팅강판 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것이다.
도 15는 코팅하지 않는 316L 소재 시편과, 실시예 1, 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편에 대하여, 공기 분위기에서 전기전도도를 측정한 결과이다.1 is a schematic view showing a unit cell configuration of a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC).
Fig. 2 is a SEM photograph of the coated steel sheet specimen prepared in Example 1. Fig.
3 is a SEM photograph of the coated steel sheet specimen prepared in Example 2. Fig.
4 is a graph showing SIMS depth distribution results of the coating layer formed on the coated steel plate specimen produced in Example 1. FIG.
5 is a graph showing SIMS depth distribution results of the coating layer formed on the coated steel plate specimen produced in Example 2. FIG.
FIGS. 6 to 10 show the surface microstructure of the 316L material specimen after the immersion test in the carbonate environment by the method of Experimental Example 1. FIG.
11 and 12 show the surface microstructure of the coated steel plate specimen prepared in Example 1 after immersing in a carbonate environment by the method of Experimental Example 1. FIG.
13 and 14 show the surface microstructure of the coated steel plate specimen prepared in Example 2 after the immersion test in the carbonate environment by the method of Experimental Example 1. FIG.
15 shows the results of measurement of electrical conductivity in an air atmosphere for 316L material specimens not coated and the coated steel specimens prepared in Example 1 and Example 2. Fig.

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

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 발명의 일 구현예는, 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판; 및 상기 강판의 표면에 위치하며, 전이금속으로 이루어진 코팅층;을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판을 제공한다. One embodiment of the present invention relates to a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And a coating layer disposed on the surface of the steel sheet, the coating layer being made of a transition metal. The present invention also provides a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell.

먼저, 본 발명의 일 구현예에 따른 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판은 집전판, 분리판, 또는 이들의 조합의 기재로서, 316L 혹은 310S와 같은 스테인리스강이 주로 사용될 수 있다.First, a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC) of a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell according to an embodiment of the present invention is a substrate of a collector plate, a separator plate, or a combination thereof, and is made of stainless steel such as 316L or 310S Can be used.

도 1은 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)의 단위전지 구성을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic view showing a unit cell configuration of a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC).

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 용융탄산염 연료전지용 코팅강판은 용융탄산염 연료전지의 집전판(current collector)과, 분리판(mask plate) 등에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell according to an embodiment of the present invention can be applied to a current collector, a mask plate, and the like of a molten carbonate fuel cell.

본 발명의 일 구현예에 따른 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 코팅층은 전술한 강판의 표면에 위치하며, 전이금속으로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 코팅층은 용융탄산염 연료전지의 전해질 내 포함된 탄산염으로부터 전술한 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판을 보호하는 역할을 한다.The coating layer of a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell according to an embodiment of the present invention is located on the surface of the steel sheet and may be made of a transition metal. At this time, the coating layer protects the steel sheet for the MCFC from the carbonate contained in the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.

상기 코팅층은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 리튬 전이금속 산화물은 예컨대, 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The coating layer may include a lithium transition metal oxide, and the lithium transition metal oxide may include, for example, nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.

보다 구체적으로, 상기 리튬 전이금속 산화물은 층상계 화합물인 것일 수 있다. 상기 층상계 화합물은 예컨대, LiCoO2, LiNiO2, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.More specifically, the lithium transition metal oxide may be a layered compound. The layered compound may include, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , or a combination thereof.

이 때, 상기 코팅층의 두께는 2 내지 20㎛ 일 수 있으며, 보다 구체적으로는 5 내지 10㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 코팅층의 두께가 상기 범위인 경우 본 발명에 따른 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 코팅강판의 수명 및 가격 효율이 우수한 이점이 있다.At this time, the thickness of the coating layer may be 2 to 20 占 퐉, and more preferably 5 to 10 占 퐉. When the thickness of the coating layer is within the above range, the coated steel sheet for a MCFC according to the present invention has an advantage in life and cost efficiency.

본 발명의 다른 구현예는, 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판을 준비하는 단계; 및 상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a molten carbonate fuel cell (MCFC), comprising: preparing a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet. The present invention also provides a method for manufacturing a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell.

이 때, 본 발명의 다른 구현예에 따른 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법에서, 상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;는 전해도금, 무전해도금, 및 물리적 기상 증착(physical vapor deposition, PVD) 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell, comprising the steps of: forming a coating layer of a transition metal on a surface of the steel sheet; physical vapor deposition (PVD), or the like.

상기 코팅층은 상기 강판의 표면에 형성된 후, 용융탄산염 연료전지에 장착 시, 상기 용융탄산염 연료전지의 전해질 내에 존재하는 리튬에 의하여 코팅물의 일부 또는 전체가 리튬으로 치환되는 in-situ 리튬 치환 반응(lithiation)을 거치게 된다.The coating layer is formed on the surface of the steel sheet, and when the coating layer is mounted on the molten carbonate fuel cell, in-situ lithium substitution reaction in which part or all of the coating is replaced with lithium existing in the electrolyte of the molten carbonate fuel cell ).

상기와 같은 공정으로 제조된 본 발명에 따른 용융탄산염 연료전지용 코팅강판은 용융탄산염 연료전지의 집전판 또는/및 분리판에 적용된 후에도, 전해질로 사용되는 탄산염(Li2CO3 + K2CO3, 또는 Li2CO3 + Na2CO3)에 의한 변화가 일어나지 않게 됨으로써, 탄산염 분위기에서 내부식성 및 전도도가 우수해지고, 이에 따라 장수명화 및 성능이 향상될 수 있다.
The coated steel sheet for a molten carbonate fuel cell according to the present invention manufactured by the above process can be applied to a collector plate and / or a separator plate of a molten carbonate fuel cell by using carbonate (Li 2 CO 3 + K 2 CO 3 , or Li 2 CO 3 + Na 2 CO 3 ) does not occur, so that corrosion resistance and conductivity are improved in a carbonate atmosphere, and thus the longevity and performance can be improved.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 일 실시예 일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example

실시예Example 1 One

용융탄산염 연료전지(MCFC)의 분리판 소재로 주로 사용되는 316L 소재의 표면에 Ni을 전해도금한 후, 리튬 치환 반응(lithiation)시켜 코팅강판 시편을 제조하였다.Coated steel sheet specimens were prepared by electroplating Ni on the surface of 316L material, which is mainly used as a separator for MCFC, and by lithiation.

보다 구체적으로, 도금 전에 먼저 316L 소재의 표면을 탈지하고, NiCl2·6H2O 용액에서 도금 밀착력을 향상시키기 위한 Ni 스트라이크(strike) 도금을 실시한 후, NiCl2·6H2O와 NiSO4·6H2O가 혼합된 Watt액을 사용하여 본 도금을 실시하였다. 이 때, 도금 온도는 60℃로 하였다.
More specifically, before plating, the surface of the 316L material was degreased and Ni strike plating was performed to improve the plating adhesion force in the NiCl 2 .6H 2 O solution. Then, NiCl 2 .6H 2 O and NiSO 4 .6H 2 O was mixed with the plating solution. At this time, the plating temperature was 60 占 폚.

실시예Example 2 2

용융탄산염 연료전지(MCFC)의 분리판 소재로 주로 사용되는 316L 소재의 표면에 Co를 전해도금한 후, 리튬 치환 반응(lithiation)시켜 코팅강판 시편을 제조하였다.Co is electroplated on the surface of 316L material, which is mainly used as a separation plate material of MCFC, and lithiated to produce coated steel specimens.

보다 구체적으로, 도금 전에 먼저 316L 소재의 표면을 탈지하고, CoCl2·6H2O 용액에서 도금 밀착력을 향상시키기 위한 Ni 스트라이크(strike) 도금을 실시한 후, CoCl2·6H2O와 CoSO4·7H2O가 혼합된 Watt액을 사용하여 본 도금을 실시하였다. 이 때, 도금 온도는 60℃로 하였다.
More specifically, prior to plating, the surface of the 316L material was degreased, Ni strike plating was performed to improve the plating adhesion force in the CoCl 2 .6H 2 O solution, and CoCl 2 .6H 2 O and CoSO 4 .7H 2 O was mixed with the plating solution. At this time, the plating temperature was 60 占 폚.

실험예Experimental Example

실험예Experimental Example 1: 용융탄산염 연료전지( 1: Molten Carbonate Fuel Cell ( MoltenMolten CarbonateCarbonate FuelFuel CellCell , , MCFCMCFC )용 탄산염 환경 ) Carbonate environment 침지실험Immersion experiment

(표면 상태)(Surface state)

MCFC에 사용되는 전해질은 Li2CO3 + K2CO3, 또는 Li2CO3 + Na2CO3의 탄산염 조성을 갖는다. 이와 같은 탄산염 환경에서 금속은 급격한 산화가 진행되고, 이는 성능 감소로 직결된다. The electrolyte used in the MCFC is Li 2 CO 3 + K 2 CO 3 , or Li 2 CO 3 It has a composition of a carbonate + Na 2 CO 3. In such a carbonate environment, the metal undergoes rapid oxidation, which leads directly to reduced performance.

이에, 코팅하지 않는 316L 소재 시편과, 실시예 1, 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편의 표면을 각각 MCFC 탄산염 분위기 하에서, 650℃, 100시간 동안 침지실험을 진행한 후, 표면 미세구조를 측정하였다.
The surface of the 316L material specimen not coated and the surfaces of the coated steel specimen specimens prepared in Examples 1 and 2 were immersed in an MCFC carbonate atmosphere at 650 DEG C for 100 hours and then the surface microstructure was measured Respectively.

평가evaluation

평가 1: Rating 1: 전계방사형Field emission type -주사전자현미경(- Scanning Electron Microscope ( fieldfield emissionemission -- scanningscanning electronelectron microscope,  microscope, FEFE -- SEMSEM ) 측정) Measure

도 2 및 도 3은 각각 실시예 1과 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편의 FE-SEM (Hitachi 6300) 측정 결과를 나타낸 것이다.
2 and 3 show FE-SEM (Hitachi 6300) measurement results of the coated steel plate specimens prepared in Examples 1 and 2, respectively.

평가 2: 이차 이온 질량분석(Evaluation 2: Secondary ion mass spectrometry secondarysecondary ionion massmass spectroscopyspectroscopy , , SIMSSIMS ) 결과) result

도 4 및 도 5는 각각 실시예 1과 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편에 형성된 코팅층의 SIMS 깊이 분포 결과를 나타낸 그래프이다. FIGS. 4 and 5 are graphs showing SIMS depth distribution results of coating layers formed on the coated steel plate specimens manufactured in Examples 1 and 2, respectively.

도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예 1과 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편에 각각 LiNiO2, LiCoO2가 치밀하게 형성된 것을 알 수 있다.
4 and 5, it can be seen that LiNiO 2 and LiCoO 2 are densely formed on the coated steel plate specimens produced in Examples 1 and 2 , respectively.

평가 3: 탄산염 환경 Evaluation 3: Carbonate environment 침지실험Immersion experiment 결과 result

도 6 내지 도 10은 코팅하지 않는 316L 소재 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것이다.FIGS. 6 to 10 show the surface microstructure of the 316L material specimen after the immersion test in the carbonate environment by the method of Experimental Example 1. FIG.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 316L 소재 시편의 표면에 Fe-Cr 산화물이 형성되어 있고, 산화물 층의 박리 또한 관찰되고 있음을 알 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 10, Fe-Cr oxide is formed on the surface of the 316L workpiece specimen, and the peeling of the oxide layer is also observed.

도 11 및 도 12는 실시예 1에서 제조된 코팅강판 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것으로서, 도 11은 Li2CO3 + K2CO3 전해질을 사용한 것이고, 도 12는 Li2CO3 + Na2CO3 전해질을 사용한 것이다.11 and 12 is shown as a surface coating microstructure after a immersion experiments in a carbonate environment, a steel sheet specimen by the method of Experimental Example 1 prepared in Example 1, Figure 11 is Li 2 CO 3 + K 2 CO 3 Will use an electrolyte, 12 is Li 2 CO 3 + Na 2 CO 3 Electrolyte.

도 11 및 도 12를 참조하면, 실시예 1에서 제조된 코팅강판 시편의 표면은 탄산염 환경에서 침지실험 후, 미세구조의 변화가 거의 없음을 알 수 있다.11 and 12, it can be seen that the surface of the coated steel plate specimen prepared in Example 1 shows little change in microstructure after the immersion test in the carbonate environment.

도 13 및 도 14는 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편을 실험예 1의 방법으로 탄산염 환경에서 침지실험한 후의 표면 미세구조를 나타낸 것으로서, 도 13은 Li2CO3 + K2CO3 전해질을 사용한 것이고, 도 14는 Li2CO3 + Na2CO3 전해질을 사용한 것이다.13 and 14 are shown as the coating surface microstructure after immersion tests in a carbonate environment, a steel sheet specimen by the method of Experimental Example 1 prepared in Example 2, Figure 13 is Li 2 CO 3 + K 2 CO 3 Will use an electrolyte, 14 is Li 2 CO 3 + Na 2 CO 3 Electrolyte.

도 13 및 도 14를 참조하면, 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편의 표면 또한, 실시예 1에서 제조된 것과 마찬가지로, 탄산염 환경에서 침지실험 후, 미세구조의 변화가 거의 없음을 알 수 있다.
13 and 14, it can be seen that the surface of the coated steel plate specimen prepared in Example 2 has almost no change in microstructure after the immersion test in the carbonate environment, as in Example 1.

평가 4: 전기전도도 측정 결과Evaluation 4: Electrical Conductivity Measurement Results

도 15는 코팅하지 않는 316L 소재 시편과, 실시예 1, 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편에 대하여, 공기 분위기에서 전기전도도를 측정한 결과이다. 이 때, 전기전도도는 4probe 방법을 사용하였고, 직류 전력공급기(DC power supply)로 전류를 바꿔주면서 멀티미터(multimeter, HP 34401A)로 측정한 전압을 그래프화한 후, 상기 그래프의 기울기로부터 비저항을 구하여, 전기전도도를 측정하였다.15 shows the results of measurement of electrical conductivity in an air atmosphere for 316L material specimens not coated and the coated steel specimens prepared in Example 1 and Example 2. Fig. In this case, the electrical conductivity was measured by a 4-probe method, and the voltage measured by a multimeter (HP 34401A) was plotted while changing the current to a DC power supply. Then, the resistivity was measured from the slope of the graph And the electric conductivity was measured.

도 15를 참조하면, 코팅하지 않는 316L 소재 시편과, 실시예 1, 실시예 2에서 제조된 코팅강판 시편의 전기전도도는 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있다. 단, 전기전도도 측정 시 표면에 Pt paste를 도포하기 때문에 상기 전기전도도는 316L 소재의 전기전도도와 LiNiO2, LiCoO2의 전기전도도 비교라고 판단할 수 있다. Referring to FIG. 15, it can be seen that the electric conductivity of the 316L material specimen, which is not coated, and the coated steel specimen specimen prepared in Example 1 and Example 2, show no significant difference. However, since the Pt paste is applied to the surface in the measurement of electric conductivity, the electric conductivity can be judged as the electric conductivity of 316L material and the electric conductivity of LiNiO 2 and LiCoO 2 .

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (19)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 용융탄산염 연료전지(MCFC)용 강판을 준비하는 단계; 및
상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하되,
상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;는,
전이금속을 포함하는 용액으로 상기 강판의 표면을 도금하는 단계; 및
상기 도금된 강판을 리튬 치환 반응(lithiation)하는 단계;를 포함하는 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
Preparing a steel sheet for a molten carbonate fuel cell (MCFC); And
And forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet,
Forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet,
Plating a surface of the steel sheet with a solution containing a transition metal; And
And performing lithium lithiation on the plated steel sheet. ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI >
제 10 항에 있어서,
상기 코팅층은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the coating layer comprises a lithium-transition metal oxide.
제 11 항에 있어서,
상기 리튬 전이금속 산화물은 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the lithium transition metal oxide comprises nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.
제 12 항에 있어서,
상기 리튬 전이금속 산화물은 층상계 화합물인 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the lithium transition metal oxide is a layered compound.
제 13 항에 있어서,
상기 리튬 전이금속 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The method for manufacturing a lithium transition metal oxide is LiCoO 2, LiNiO 2, or the molten carbonate fuel cell coated steel sheet comprises a combination of the two.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅층은 용융탄산염 연료전지의 전해질 내 포함된 탄산염으로부터 강판을 보호하는 것인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
15. The method according to any one of claims 10 to 14,
Wherein the coating layer protects the steel sheet from the carbonate contained in the electrolyte of the molten carbonate fuel cell.
제 10 항에 있어서,
상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 집전판, 분리판, 또는 이들의 조합을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the steel sheet for a molten carbonate fuel cell comprises a current collector plate, a separator plate, or a combination thereof.
제 16 항에 있어서,
상기 용융탄산염 연료전지용 강판은 스테인리스 스틸을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the steel sheet for a molten carbonate fuel cell comprises stainless steel.
제 10 항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 2 내지 20㎛ 인 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the thickness of the coating layer is 2 to 20 占 퐉.
제 10 항에 있어서,
상기 강판의 표면에 전이금속으로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계;는,
전해도금, 무전해도금, 및 물리적 기상 증착(physical vapor deposition, PVD) 중 적어도 하나를 이용하여 수행되는 용융탄산염 연료전지용 코팅강판의 제조방법.11. The method of claim 10,
Forming a coating layer made of a transition metal on the surface of the steel sheet,
Wherein the method is carried out using at least one of electroplating, electroless plating, and physical vapor deposition (PVD).
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