KR101731964B1 - Solid oxide fuel cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

SOFC는 채널부층, 제1 전지층, 제2 전지층, 제1 기능층 및 제2 기능층을 포함한다. 채널부층은 사이에 적어도 하나의 유로를 갖는다. 제1 전지층은 채널부층의 하부에 배치되며, 제1 연료극층, 제1 전해질층 및 제1 공기극층이 하부 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 제2 전지층은 채널부층의 상부에 배치되며, 제2 연료극층, 제2 전해질층 및 제2 공기극층이 상부 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 제1 및 제2 기능층들 각각은 제1 및 제2 전지층들 각각과 채널부층 사이에 배치되어 강도를 향상시킨다. The SOFC includes a channel sublayer, a first cell layer, a second cell layer, a first functional layer, and a second functional layer. The channel sublayer has at least one channel between the channels. The first battery layer is disposed below the channel layer, and the first anode layer, the first electrolyte layer, and the first cathode layer are sequentially disposed along the lower direction. The second battery layer is disposed on the upper portion of the channel layer, and the second anode layer, the second electrolyte layer, and the second cathode layer are sequentially disposed along the upper direction. Each of the first and second functional layers is disposed between each of the first and second cell layers and the channel sublayer to improve the strength.

Description

고체 산화물 연료 전지 및 그 제조 방법 {SOLID OXIDE FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a solid oxide fuel cell,

본 발명은 고체 산화물 연료 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 고체 산화물로 이루어진 전해질을 사이로 연료극과 공기극이 적층되어 전기를 생성하는 고체 산화물 연료 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solid oxide fuel cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solid oxide fuel cell in which a fuel electrode and an air electrode are stacked with an electrolyte made of a solid oxide to generate electricity, and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 연료 전지는 1세대 전지(건전지), 2세대 전지(충전지)에 이은 3세대 전지로 불리는 것으로, 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. Generally, a fuel cell is referred to as a first-generation battery (a battery), a second-generation battery (rechargeable battery) followed by a third-generation battery, and is a battery that directly converts chemical energy generated by oxidation of fuel into electrical energy.

이러한 연료 전지의 특징은 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응생성물이 연속적으로 계의 바깥으로 제거되는 과정에서 반영구적으로 전기를 생산할 수 있고, 기계적 변환에서 발생하는 손실이 없기 때문에 에너지 효율이 매우 높다는 것이다. 또한, 상기 연료 전지는 화석연료, 액체연료, 기체연료 등 다양한 연료를 사용하며, 작동온도에 따라 저온형과 고온형으로도 나눈다.A feature of such a fuel cell is that it can produce electricity semi-permanently during the continuous supply of reactants from the outside and the reaction products are continuously removed from the system, and energy efficiency is very high because there is no loss in mechanical conversion . The fuel cell uses various fuels such as fossil fuel, liquid fuel, and gaseous fuel, and is divided into a low temperature type and a high temperature type according to the operating temperature.

이 중에서 고체 산화물 연료 전지(Solid Oxide Fuel Cell, 이하 : SOFC)는 이온 전도성을 갖는 고체 산화물을 전해질로 사용하는 연료 전지로써, 현존하는 연료 전지 중 가장 높은 온도(600 내지 1000℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료 전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. Among them, Solid Oxide Fuel Cell (hereinafter referred to as SOFC) is a fuel cell using an ion conductive solid oxide as an electrolyte, and operates at the highest temperature (600 to 1000 ° C.) among the existing fuel cells, Because all the components are solid, they are simpler in structure than other fuel cells, there is no problem of electrolyte loss and replenishment and corrosion, and there is no need for precious metal catalyst and it is easy to supply fuel through direct internal reforming.

또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점 때문에 상기 SOFC에 관한 연구는 21세기 초 상업화를 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다.In addition, it has an advantage that it can generate thermal hybrid power using waste heat because it discharges gas at a high temperature. Because of these advantages, research on SOFC has been actively carried out in advanced countries such as the United States and Japan with the aim of commercialization in the early 21st century.

상기 SOFC는 그 적층구조에 따라 크게 평판형, 튜브형 또는 이들을 혼합한 평관형 타입으로 구분될 수 있다. 여기서, 평관형 타입의 SOFC는 단일셀 내부에 유로가 형성된 구조를 가지며, 이에 대한 구조는 이하에서 도 1을 참조해 보다 상세하게 설명하고자 한다.The SOFC may be classified into a plate type, a tubular type, or a flat tubular type in which the SOFCs are mixed according to the laminated structure. Here, the flat tubular type SOFC has a structure in which a flow path is formed in a single cell, and the structure thereof will be described in detail with reference to FIG. 1 below.

도 1은 종래 기술(대한민국 등록특허 0538555)에 따른 평관형 타입의 SOFC를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a flat type SOFC according to the prior art (Korean Patent No. 0538555).

도 1을 참조하면, SOFC(10) 자체의 지지체 역할을 수행하는 연료극 지지체관(1)은 서로 평행한 상판(1A)과 하판(1B)의 폭 방향을 따라 좌우 양단부들 각각이 반원호상의 측판(1C)에 의해 각각 연결되어 일체화됨으로써, 상하 평행한 한 쌍의 평판에 반원형 관이 합쳐진 단면 형상을 가지게 된다. 1, a fuel electrode support tube 1 serving as a supporter of the SOFC 10 has a pair of right and left side plates 20A and 20B arranged along the width direction of the upper plate 1A and the lower plate 1B parallel to each other, (1C), so that the semicircular tube has a cross-sectional shape integrated with a pair of upper and lower flat plates.

또한, 평판의 형태를 갖는 연료극 지지체관(1)의 단면 중앙부를 이루는 상판(1A)과 하판(1B)은, 하판(1B)의 상면으로부터 직립 형성되어 상판(1A)의 저면에 직각으로 만나 일체화 되는 적어도 두 개 이상의 브리지(B)에 의해 지지되고 연결됨으로 사이에 유로(C)를 갖는 구조이다.The upper plate 1A and the lower plate 1B constituting the central portion of the end face of the fuel electrode support tube 1 having a flat plate shape are formed upright from the upper surface of the lower plate 1B and meet at right angles to the bottom surface of the upper plate 1A, And at least two bridges (B) connected to each other and connected to each other.

따라서, SOFC(10)는 연료극 지지체관(1)과, 연료극 지지체관(1)의 평탄한 상면(1A) 중앙부를 길이 방향으로 가로질러 피복 형성된 사각 단면의 연결재(2)와, 연결재(2)를 제외한 연료극 지지체관(1)의 외주면에 피복 형성된 전해질층(3)과, 양 선단면이 연결재(2)의 폭 방향 좌우 양 측면과 일정한 거리(d)만큼 이격되도록 전해질층(3)의 외주면에 피복 형성된 공기극(4)으로 이루어지며, 연료극 지지체관(1)은 압출에 의해 형성되며, 전해질층(3)과 공기극(4)은 코팅에 의해 형성된다.Therefore, the SOFC 10 has a fuel electrode supporting body tube 1, a connecting member 2 having a rectangular cross section formed by covering the central portion of the flat upper surface 1A of the fuel electrode supporting body tube 1 in the longitudinal direction, (3) formed on the outer circumferential surface of the electrolyte layer (3) so as to be spaced apart by a predetermined distance (d) from both widthwise left and right sides of the connection member (2) The fuel electrode support tube 1 is formed by extrusion, and the electrolyte layer 3 and the air electrode 4 are formed by coating.

상기와 같은 종래 기술에 따라 평관형 타입의 SOFC(10)를 제조하는 경우, 연료극 지지체관(1)이 압출에 의해 제조되므로, 두께를 감소시키는데 제약이 있으며, 전해질층(3)과 공기극(4)은 코팅에 의해 형성되므로, 제조에 긴 시간이 걸린다는 문제점이 있다. 또한, 전해질층(3)이 코팅에 의해 형성되는 경우, 미세구조에서 기공에 의한 결함 발생 가능성이 높아 양질의 전해질층을 형성하기 어렵다. In the case of manufacturing the flat type SOFC 10 according to the related art as described above, since the fuel electrode support tube 1 is manufactured by extrusion, there is a restriction to reduce the thickness, and the electrolyte layer 3 and the air electrode 4 ) Is formed by coating, there is a problem that it takes a long time to manufacture. In addition, when the electrolyte layer 3 is formed by coating, it is difficult to form a good quality electrolyte layer due to high probability of occurrence of defects due to pores in the microstructure.

또한, 연결재(2)를 형성하는 과정에서 추가 공정이 발생하게 되며, 연결재(2)가 형성된 영역에서 전류를 생성하지 못하게 되어 전지 성능이 저하된다는 단점이 있다.Further, in the process of forming the connection member 2, an additional process may occur, and current may not be generated in the region where the connection member 2 is formed, which may deteriorate battery performance.

또한, SOFC(10)가 고온에서 작동되므로, on/off 반복시 장시간 열에 노출되어 이에 따른 열충격으로 인해 크랙이 발생될 수 있다. Further, since the SOFC 10 is operated at a high temperature, it may be exposed to heat for a long period of time during on / off repetition and cracks may be generated due to the thermal shock.

본 발명의 목적은 강도를 향상시키거나 집전 효율을 향상시킬 수 있는 SOFC를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an SOFC capable of improving the strength or the collecting efficiency.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 SOFC를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the above SOFC.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 SOFC는 채널부층, 제1 전지층, 제2 전지층, 제1 기능층 및 제2 기능층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, an SOFC includes a channel layer, a first cell layer, a second cell layer, a first functional layer, and a second functional layer.

상기 채널부층은 사이에 적어도 하나의 유로를 갖는다. 상기 제1 전지층은 상기 채널부층의 하부에 배치되며, 제1 연료극층, 제1 전해질층 및 제1 공기극층이 하부 방향을 따라 순차적으로 배치된다.The channel sublayer has at least one channel between the channels. The first cell layer is disposed below the channel layer, and the first anode layer, the first electrolyte layer, and the first cathode layer are sequentially disposed along the lower direction.

상기 제2 전지층은 상기 채널부층의 상부에 배치되며, 제2 연료극층, 제2 전해질층 및 제2 공기극층이 상부 방향을 따라 순차적으로 배치된다. The second battery layer is disposed on the channel layer, and the second anode layer, the second electrolyte layer, and the second cathode layer are sequentially disposed along the upper direction.

상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 상기 제1 및 제2 전지층들 각각과 상기 채널부층 사이에 배치되어 강도를 향상시킨다. Each of the first and second functional layers is disposed between each of the first and second battery layers and the channel sublayer to improve the strength.

여기서, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.Here, each of the first and second functional layers may be formed of ceramic, metal, or a mixed material thereof.

이때, 상기 제1 및 제2 공기극층들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 일부를 하부 및 상부로 노출시키는 구조를 가질 수 있다. At this time, each of the first and second cathode layers may have a structure in which a portion of each of the first and second electrolyte layers is exposed downward and upward.

이에, 상기 SOFC는 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 노출된 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각을 관통하면서 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각에 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결재들을 더 포함할 수 있다. The SOFC may include first and second electrolyte layers electrically connected to each of the first and second fuel electrode layers through the first and second electrolyte layers at exposed portions of the first and second electrolyte layers, And may further include second connecting members.

또한, 상기 SOFC는 상기 제1 기능층과 상기 제1 전지층 사이 및 상기 제2 기능층과 상기 제2 전지층 사이 각각에 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 제3 및 제4 기능층들을 더 포함할 수 있다. The SOFC may be formed of ceramic, metal, or a mixed material thereof having a conductivity of at least 100 S / cm between the first functional layer and the first cell layer and between the second functional layer and the second cell layer, respectively Third, and fourth functional layers.

또한, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함할 수 있다. In addition, each of the first and second functional layers may include ceramics, metals, or a mixture thereof having a conductivity of 100 S / cm or more.

이럴 경우, 상기 제1 및 제2 연결재들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 노출된 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각과 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각을 관통하면서 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각과 상기 제1 및 제2 기능층들 각각에 전기적으로 연결될 수 있다. In this case, each of the first and second fuel electrode layers may be formed in the exposed portion of each of the first and second electrolyte layers so as to cover each of the first and second electrolyte layers and the first and second fuel electrode layers, And may be electrically connected to each of the first and second anode layers and the first and second functional layers, respectively.

한편, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 다공성 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 10 내지 50vol%의 기공률을 가질 수 있다. Meanwhile, each of the first and second functional layers may have a porous structure. Specifically, each of the first and second functional layers may have a porosity of 10 to 50 vol%.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, SOFC를 제조하기 위한 방법은 제1 전해질 시트, 제1 연료극 시트 및 강도를 향상시키기 위한 제1 기능층 시트를 적층하여 제1 다층 시트를 형성하는 단계, 강도를 향상시키기 위한 제2 기능층 시트, 제2 연료극 시트 및 제2 전해질 시트를 적층하여 제2 다층 시트를 형성하는 단계, 적어도 하나의 유로를 갖는 채널부 시트의 하부 및 상부 각각에 상기 제1 및 제2 다층 시트들 각각을 적층하여 소결함으로써 제1 전해질층, 제1 연료극층, 제1 기능층, 채널부층, 제2 기능층, 제2 연료극층 및 제2 전해질층을 형성하는 단계, 및 상기 소결한 제1 및 제2 전해질층 각각의 하부 및 상부에 제1 및 제2 공기극들을 코팅하여 소결함으로써 제1 및 제2 공기극층들을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an SOFC, comprising: forming a first multilayer sheet by laminating a first electrolyte sheet, a first fuel electrode sheet, and a first functional layer sheet for improving strength Forming a second multilayered sheet by laminating a second functional sheet sheet for enhancing strength, a second fuel electrode sheet and a second electrolyte sheet, forming a second multilayer sheet by laminating each of the lower and upper portions of the channel sheet having at least one channel, Forming a first electrolyte layer, a first fuel electrode layer, a first functional layer, a channel layer, a second functional layer, a second fuel electrode layer, and a second electrolyte layer by laminating and sintering the first and second multilayer sheets, And forming the first and second cathode layers by coating and sintering the first and second air electrodes on the lower and upper portions of the sintered first and second electrolyte layers, respectively.

여기서, 상기 제1 및 제2 기능층 시트들 각각은 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.Here, each of the first and second functional layer sheets may be made of ceramic, metal, or a mixture thereof.

또한, 상기 제1 및 제2 기능층 시트들 각각은 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함할 수 있다. 이럴 경우, 상기 제1 및 제2 공기극들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 일부가 하부 및 상부로 노출되도록 코팅될 수 있다.In addition, each of the first and second functional layer sheets may include ceramic, metal, or a mixture thereof having a conductivity of 100 S / cm or more. In this case, each of the first and second air electrodes may be coated such that a part of each of the first and second electrolyte layers is exposed downward and upward.

이에, 상기 제1 및 제2 다층 시트들을 형성하는 단계들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 노출될 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각과 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각에 제1 및 제2 관통홀들 각각과 제3 및 제4 관통홀들 각각을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Each of the steps of forming the first and second multilayer sheets may include a step of forming the first and second electrolyte layers in the exposed portions of the first and second electrolyte layers, And forming each of the first and second through holes and each of the third and fourth through holes in each of the layers.

또한, 상기 제1 및 제2 관통홀들 각각과 상기 제3 및 제4 관통홀들 각각에 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각과 상기 제1 및 제2 기능층들 각각에 전기적으로 연결되도록 제1 및 제2 연결재들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The first and second through holes may be electrically connected to each of the first and second through holes and the third and fourth through holes, The method may further include forming the first and second link members.

이러한 SOFC 및 그 제조 방법에 따르면, 제1 및 제2 전지층들 각각과 채널부층 사이에 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 제1 및 제2 기능층들을 배치시킴으로써, 상기 SOFC의 강도를 약 100 MPa 이상으로 향상시킬 수 있다. 이로써, 상기 SOFC가 외부 충격에 의해서 파손될 가능성을 어느 정도 배제시킬 수 있다.According to the SOFC and the manufacturing method thereof, by disposing the first and second functional layers made of ceramic, metal, or a mixed material thereof between each of the first and second battery layers and the channel sublayer, It can be improved to 100 MPa or more. Thereby, the possibility that the SOFC is damaged by an external impact can be excluded to some extent.

또한, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각이 약 100 S/cm 이상의 높은 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함할 경우, 제1 및 제2 연결재들을 제1 및 제2 연료극층들과 같이 상기 제1 및 제2 기능층들에 전기적으로 연결됨으로써, 제1 및 제2 연료극층들로부터 전자를 효율적으로 집전할 수 있다. 이로써, 상기 SOFC의 발전 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, when each of the first and second functional layers includes a ceramic, a metal, or a mixture thereof having a high conductivity of about 100 S / cm or more, the first and second connecting members may be connected to the first and second fuel electrode layers Electrons can be efficiently collected from the first and second anode layers by being electrically connected to the first and second functional layers. Thus, the power generation efficiency of the SOFC can be improved.

도 1은 종래 기술에 따른 평관형 타입의 SOFC를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOFC를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 SOFC를 결합한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ｀선을 따라 절단하여 공정에 따라 달라지는 단면을 나타낸 도면들이다.
도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ｀선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 제2 연결재의 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ｀선을 따라 절단하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOFC의 제1 및 제2 기능층들을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 기능층들의 니켈(Ni) 함량 변화에 따른 전도도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SOFC를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ｀선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a flat type SOFC according to the prior art.
2 is an exploded perspective view schematically showing an SOFC according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state where the SOFC shown in FIG. 2 is coupled.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process of cutting along the line I-I 'of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
6 is a view of another embodiment of the second connector shown in Fig.
7 is a cross-sectional view of the first and second functional layers of the SOFC according to another embodiment of the present invention, taken along the line II-II 'in FIG. 3.
8 is a graph showing conductivity according to changes in nickel (Ni) content of the first and second functional layers shown in FIG.
9 is an exploded perspective view schematically showing an SOFC according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 SOFC 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Hereinafter, a SOFC according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOFC를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 SOFC를 결합한 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ｀선을 따라 절단하여 공정에 따라 달라지는 단면을 나타낸 도면들이다. FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing an SOFC according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a state in which the SOFC shown in FIG. 2 is combined, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line I- Sectional views showing cross sections that vary depending on the process.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SOFC(1000)는 채널부층(100), 제1 전지층(200), 제2 전지층(300), 제1 기능층(400) 및 제2 기능층(500)을 포함한다.2 to 4, an SOFC 1000 according to an embodiment of the present invention includes a channel layer 100, a first cell layer 200, a second cell layer 300, a first functional layer 400 And a second functional layer 500.

채널부층(100)은 사이에 적어도 하나의 유로(112)를 갖도록 다수의 지지부(110)들을 갖는다. 여기서, 지지부(110)들은 유로(112)가 일 방향을 따라 길게 형성되도록 구성될 수 있다. 이때, 채널부층(100)은 SOFC(1000)의 모든 구성 요소들을 적층한 다음, 유로(112)와 수직한 측부를 절개하여 유로(112)의 입구 또는 출구를 개방할 수 있다. The channel layer 100 has a plurality of supports 110 to have at least one channel 112 therebetween. Here, the support portions 110 may be configured such that the flow path 112 is elongated along one direction. At this time, the channel layer 100 can open the inlet or the outlet of the flow path 112 by laminating all the components of the SOFC 1000 and cutting the side perpendicular to the flow path 112.

채널부층(100)은 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널부층(100)은 알루미나(Al2O3), YSZ(Yttria Stabilized Zirconia) 또는 YSZ와 니켈(Ni)의 혼합물로 이루어질 수 있다. 또한, 채널부층(100)은 열팽창 계수가 6x10-6 K-1 내지 14x10-6 K-1 인 세라믹 또는 금속 및 금속 산화물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. The channel sublayer 100 may comprise ceramic, metal or a mixture thereof. For example, the channel layer 100 may be made of alumina (Al 2 O 3 ), YSZ (Yttria Stabilized Zirconia), or a mixture of YSZ and nickel (Ni). In addition, the channel layer 100 may include at least one selected from the group consisting of ceramic or metal and metal oxide having a thermal expansion coefficient of 6 x 10 -6 K -1 to 14 x 10 -6 K -1 .

또한, 채널부층(100)은 SOFC(1000)의 강도를 향상시키기 위하여 이하에서 설명할 제1 및 제2 기능층(400, 500)들과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 채널부층(100)은 제1 및 제2 기능층(400, 500)들과 달리, 기공이 없는 치밀한 구조를 가질 수 있다. The channel layer 100 may be made of the same material as the first and second functional layers 400 and 500 to improve the strength of the SOFC 1000. At this time, unlike the first and second functional layers 400 and 500, the channel layer 100 may have a dense structure without pores.

채널부층(100)에 의해 형성된 유로(112)에는 수소(H2)를 포함하는 연료 가스(FG)가 흐르게 된다. 여기서, 수소(H2)는 유로(112)와 인접한 위치에서 일반적으로 구하기 쉬운 메탄(CH4), 프로판(C3H8) 또는 부탄(C4H10)과 같은 탄소(C)와 수소(H2)의 결합 물질로부터 개질화되어 유로(112)로 흐르게 될 수 있다. 또한, 수소(H2)는 탄소(C)와 결합한 상태 그대로 흐르게 될 수 있다. The fuel gas FG containing hydrogen (H 2 ) flows into the flow path 112 formed by the channel layer 100. Here, hydrogen (H 2 ) is a mixture of carbon (C) such as methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ) or butane (C 4 H 10 ) and hydrogen H 2 ) and flowed to the flow path 112. In addition, hydrogen (H 2 ) can flow in the state of being bonded to carbon (C).

제1 전지층(200)은 채널부층(100)의 하부에 배치된다. 제1 전지층(200)은 하부 방향을 따라 순차적으로 배치된 제1 연료극층(210), 제1 전해질층(220) 및 제1 공기극층(230)을 포함한다.The first cell layer 200 is disposed below the channel layer 100. The first battery layer 200 includes a first anode layer 210, a first electrolyte layer 220, and a first cathode layer 230 that are sequentially disposed along the lower direction.

제1 연료극층(210)은 채널부층(100)과 마주보도록 배치된다. 제1 연료극층(210)은 유로(112)를 따라 흐르는 수소(H2)와 접촉한다. 제1 연료극층(210)은 수소(H2)가 통과하도록 다공질 구조로 이루어진다. 제1 연료극층(210)은 니켈(Ni)과 이온 전도성의 세라믹 물질인 YSZ의 혼합물로 이루어질 수 있다. The first anode layer 210 is disposed to face the channel layer 100. The first anode layer 210 is in contact with hydrogen (H 2 ) flowing along the flow path 112. The first anode layer 210 is made of a porous structure so that hydrogen (H 2 ) can pass therethrough. The first anode layer 210 may be formed of a mixture of nickel (Ni) and YSZ, which is an ion conductive ceramic material.

여기서, 유로(112)에 수소(H2)가 탄소(C)와 결합된 물질 상태로 흐를 경우, 제1 연료극층(210)에는 탄소(C)의 형성을 억제하기 위하여 구리(Cu)가 포함될 수 있다. 반면, 제1 연료극층(210)에는 형성된 탄소(C)를 산화시켜 이산화탄소(CO2) 형태로 배출시키기 위하여 세륨(Ce)의 산화물인 세리아(CeO2)가 포함될 수도 있다. Here, when hydrogen (H 2 ) flows through the channel 112 in a state where it is combined with carbon (C), copper (Cu) is included in the first anode layer 210 to suppress the formation of carbon . On the other hand, the first fuel electrode layer 210 is formed by oxidizing a carbon (C) may be contained the oxide of ceria (CeO 2), cerium (Ce) in order to discharge in the form of carbon dioxide (CO 2).

제1 전해질층(220)은 높은 이온 전도성, 낮은 전도성 및 산화-환원 분위기에서 안정성과 우수한 기계적 특성을 갖는 YSZ, (La, Sr)(Ga, Mg)O3, Ba(Zr,Y)O3, GDC(Gd doped CeO2), YDC(Y2O3 doped CeO2)과 같은 세라믹 분말로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 제1 전해질층(220)은 8mol-YSZ로 이루어질 수 있다. (La, Sr) (Ga, Mg) O 3 , Ba (Zr, Y) O 3 , and the like, having stability and excellent mechanical properties in a high ionic conductivity, low conductivity and oxidation- , GDC (Gd doped CeO 2 ), YDC (Y 2 O 3 doped CeO 2 ), and the like. For example, the first electrolyte layer 220 may be composed of 8 mol-YSZ.

제1 공기극층(230)은 외부에서 흐르는 산소(O2)를 포함하는 공기(AR)와 접촉한다. 제1 공기극층(230)은 산소(O2)가 통과하도록 다공질 구조로 이루어진다. 제1 공기극층(230)은 란탄늄(Lanthanum; La), 스트론튬(Strontium; Sr) 및 망간(Manganese; Mn)의 혼합물인 LSM 또는 란탄늄(Lanthanum; La), 스트론튬(Strontium; Sr), 코발트(Cobalt; Co) 및 철(Iron; Fe)의 혼합물인 LSCF로 이루어질 수 있다.The first air electrode layer 230 is in contact with the air AR containing oxygen (O 2 ) flowing from the outside. The first air electrode layer 230 is made of a porous structure so that oxygen (O 2 ) can pass therethrough. The first air electrode layer 230 may be made of a mixture of lanthanum (La), strontium (Sr) and manganese (Mn) such as LSM or lanthanum La, strontium (Sr) And LSCF, which is a mixture of cobalt (Co) and iron (Fe).

이에, 제1 전해질층(220)은 제1 공기극층(230)과의 계면에서 산소(O2)로부터 이온을 투과하여 제1 연료극층(210)에 전달한다. 이러면, 제1 연료극층(210)에서는 상기의 이온과 수소(H2)가 결합하면서 물(H2O)과 전기를 생성하는 전자가 발생된다. The first electrolyte layer 220 transmits ions from the oxygen (O 2 ) to the first anode layer 210 at the interface with the first cathode layer 230. In this case, in the first anode layer 210, the ions and hydrogen (H 2 ) are combined to generate electrons that generate electricity with water (H 2 O).

이때, 제1 전해질층(220)은 산소(O2) 및 수소(H2)가 직접 접촉하여 발전 효율이 떨어지는 것을 방지하고자, 제1 연료극층(210) 및 제1 공기극층(230)과 달리 치밀한 구조를 가질 수 있다. 또한, 제1 전해질층(220)은 채널부층(100)과 같이 제1 연료극층(210) 및 제1 공기극층(230)보다 넓은 폭을 가질 수 있다. Unlike the first fuel electrode layer 210 and the first air electrode layer 230, the first electrolyte layer 220 is formed to prevent direct contact between oxygen (O 2 ) and hydrogen (H 2 ) It can have a dense structure. The first electrolyte layer 220 may have a wider width than the first anode layer 210 and the first cathode layer 230 like the channel layer 100.

제2 전지층(300)은 채널부층(100)의 상부에 배치된다. 제2 전지층(300)은 상부 방향을 따라 순차적으로 배치된 제2 연료극층(310), 제2 전해질층(320) 및 제2 공기극층(330)을 포함한다.The second battery layer 300 is disposed on top of the channel sublayer 100. The second battery layer 300 includes a second anode layer 310, a second electrolyte layer 320, and a second cathode layer 330 sequentially disposed along the upper direction.

이하, 제2 연료극층(310), 제2 전해질층(320) 및 제2 공기극층(330) 각각은 채널부층(100)의 상부에 배치된 것을 제외하고는 제1 연료극층(210), 제2 전해질층(320) 및 제2 공기극층(330) 각각과 동일한 구성을 가지므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.Each of the second fuel electrode layer 310, the second electrolyte layer 320 and the second air electrode layer 330 includes a first anode layer 210, a second anode layer 210, 2 electrolyte layer 320 and the second air electrode layer 330, the detailed description thereof will be omitted.

제1 기능층(400)은 채널부층(100)과 제1 전지층(200), 즉 제1 연료극층(210) 사이에 배치된다. 제1 기능층(400)은 시트 형태를 가질 수 있다. 이러한 제1 기능층(400)은 추가적인 구성으로써, 재질을 선택적으로 변경하여 강도 또는 전도성을 향상시킬 수 있다. The first functional layer 400 is disposed between the channel layer 100 and the first battery layer 200, that is, the first anode layer 210. The first functional layer 400 may have a sheet shape. The first functional layer 400 may be an additional structure, and the material may be selectively changed to improve strength or conductivity.

제1 기능층(400)은 유로(112)를 따라 흐르는 수소(H2)가 제1 연료극층(210)으로 전달되도록 다공질 구조를 갖는다. 이때, 제1 기능층(400)이 약 10vol% 미만의 기공률을 갖는다면 수소(H2)의 통과가 용이하지 않을 정도로 기공이 너무 적어 제1 연료극층(210)에서 전자의 발생 효율이 저하되므로 바람직하지 않고, 기공률이 약 50vol%를 초과할 경우에는 기공이 너무 많아 상기에서 언급한 강도 또는 전도성 향상의 효과를 기대하기 어려우므로 바람직하지 않다. The first functional layer 400 has a porous structure such that hydrogen (H 2 ) flowing along the flow path 112 is transferred to the first anode layer 210. At this time, if the first functional layer 400 has a porosity of less than about 10 vol%, the efficiency of electrons in the first anode layer 210 is lowered because the pores are too small to allow passage of hydrogen (H 2 ) If the porosity is more than about 50 vol%, the pores are too large and it is difficult to expect the above-mentioned effect of improving the strength or conductivity.

따라서, 제1 기능층(400)은 약 10 내지 50vol%의 기공률을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제1 기능층(400)은 약 20 내지 40vol%의 기공률을 갖는 것이 더 바람직하다. 아울러, 제1 기능층(400)은 약 30 내지 40vol%의 기공률을 갖는 것이 더욱더 바람직하다. Accordingly, it is preferable that the first functional layer 400 has a porosity of about 10 to 50 vol%. Further, it is more preferable that the first functional layer 400 has a porosity of about 20 to 40 vol%. In addition, it is more preferable that the first functional layer 400 has a porosity of about 30 to 40 vol%.

이에, 제1 기능층(400)은 다공질 구조를 위하여 Carbon계, Polymer계, Starch계 등의 기공 형성제가 사용될 수 있다. 또한, 제1 기능층(400)은 상기의 기공 형성제 없이 제조 방법의 변경을 통해 자연스럽게 기공이 형성되도록 할 수 있다. The first functional layer 400 may be formed of a pore-forming agent such as a carbon-based, polymer-based or starch-based material for the porous structure. In addition, the first functional layer 400 can be formed with natural pores through the modification of the manufacturing method without the pore-forming agent.

제2 기능층(500)은 채널부층(100)과 제2 전지층(300), 즉 제2 연료극층(310) 사이에 배치된다. 제2 기능층(500)은 실질적으로 제1 기능층(400)과 배치된 위치를 제외하고는 동일한 구성으로 이루어진다. The second functional layer 500 is disposed between the channel layer 100 and the second battery layer 300, that is, the second anode layer 310. The second functional layer 500 has substantially the same configuration as the first functional layer 400 except for the position thereof.

상기와 같은 구조를 갖는 SOFC(1000)를 제조하는 방법을 간단하게 살펴보면, 우선 제1 전해질 시트, 제1 연료극 시트 및 전도성 또는 강도를 향상시키기 위한 제1 기능층 시트를 적층하여 제1 다층 시트를 형성하고, 전도성 또는 강도를 향상시키기 위한 제2 기능층 시트, 제2 연료극 시트 및 제2 전해질 시트를 적층하여 제2 다층 시트를 형성한다.A method of manufacturing the SOFC 1000 having the above structure will be briefly described. First, a first electrolyte sheet, a first fuel electrode sheet, and a first functional layer sheet for improving conductivity or strength are laminated to form a first multilayer sheet And the second functional layer sheet, the second fuel electrode sheet and the second electrolyte sheet for enhancing conductivity or strength are laminated to form a second multilayer sheet.

이어, 적어도 하나의 유로를 갖는 채널부 시트의 하부 및 상부 각각에 상기 제1 및 제2 다층 시트들 각각을 적층하여 약 1200 내지 1500℃에서 소결한다. 이로써, 제1 전해질층(220), 제1 연료극층(210), 제1 기능층(400), 채널부층(100), 제2 기능층(500), 제2 연료극층(310) 및 제2 전해질층(320)이 형성된다. Then, the first and second multilayer sheets are laminated on the lower and upper portions of the channel sheet having at least one flow path, respectively, and sintered at about 1200 to 1500 ° C. The first anode layer 210, the first functional layer 400, the channel layer 100, the second functional layer 500, the second anode layer 310, and the second anode layer 310 are formed on the first electrolyte layer 220, the first anode layer 210, An electrolyte layer 320 is formed.

이어, 상기에서 소결한 제1 및 제2 전해질층(220, 320)들 각각의 하부 및 상부에 제1 및 제2 공기극들을 코팅하여 약 1000 내지 1300℃에서 소결함으로써, 제1 및 제2 공기극층(230, 330)들을 형성하여 SOFC(1000)를 제조할 수 있다. Next, the first and second air electrodes are coated on the lower and upper portions of the sintered first and second electrolyte layers 220 and 320, respectively, and sintered at about 1000 to 1300 ° C, The SOFCs 1000 and 230 can be manufactured by forming the SOFCs 230 and 330, respectively.

여기서, 제1 및 제2 공기극들을 코팅할 때에는 제1 및 제2 전해질층(220, 320)들 각각의 일부가 하부 및 상부가 노출되도록 코팅할 수 있다. 이는, 이하에서 설명할 제1 및 제2 관통홀(도 5의 222, 322)들을 제1 및 제2 전해질층(220.230)들 각각의 노출될 부위에 형성하기 위해서이다. 한편, SOFC(1000)를 제조할 때 적층 압력으로 가할 경우에는 도 4에서와 같이 양측 부위들에서도 중앙 부위와 동일한 높이를 갖도록 형성할 수 있다.Here, when the first and second air electrodes are coated, a part of each of the first and second electrolyte layers 220 and 320 may be coated so that the lower part and the upper part are exposed. This is to form the first and second through-holes (222 and 322 in FIG. 5) to be described later in the exposed portions of the first and second electrolyte layers 220 and 230, respectively. On the other hand, when the SOFC 1000 is subjected to the lamination pressure, both sides of the SOFC 1000 may be formed to have the same height as the central portion as shown in FIG.

도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ｀선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다. 5 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.

도 5를 참조하면, SOFC는 강도가 우수한 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루진 제1 및 제2 기능층(400, 500)들을 통해서 강도를 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 5, the SOFC can improve the strength through the first and second functional layers 400 and 500 formed of ceramics, metals, or a mixture thereof having high strength.

구체적으로, SOFC(1000)는 제1 및 제2 기능층(400, 500)들을 통해서 전체적인 강도가 일반적인 핸들링 과정에서 파손될 가능성이 거의 없는 약 100 MPa 이상을 나타낼 수 있다. Specifically, the SOFC 1000 may exhibit a strength of about 100 MPa or more, which is less likely to be damaged in a general handling process through the first and second functional layers 400 and 500.

이를 위하여, 제1 및 제2 기능층(400, 500)들 각각은 약 200 MPa의 강도를 갖는 3mol-YSZ로 이루어질 수 있다. 이때, 3mol-YSZ는 제1 및 제2 전해질층(220, 320)들의 재질인 8mol-YSZ보다 약 5배 내지 8배 강한 강도를 나타낼 수 있다. For this, each of the first and second functional layers 400 and 500 may be made of 3 mol-YSZ having a strength of about 200 MPa. At this time, 3 mol-YSZ may exhibit about 5 to 8 times stronger strength than 8 mol-YSZ which is the material of the first and second electrolyte layers 220 and 320.

Figure 112010016167848-pat00001
Figure 112010016167848-pat00001

상기의 [표 1]은 15 × 20㎜의 사이즈를 갖는 SOFC(1000)를 상부에서 압력을 가하는 UTM(Tinius Olsen)을 통하여 강도를 측정한 값을 나타낸 것이다.Table 1 shows values obtained by measuring the strength of the SOFC 1000 having a size of 15 x 20 mm through a UTM (Tinius Olsen) applying pressure at the top.

그 결과, SOFC(1000)에 제1 및 제2 기능층(400, 500)들을 3mol-YSZ의 재질로 하여 약 40vol%의 기공율을 갖도록 추가하고 채널부층(100)을 제1 및 제2 기능층(400, 500)들과 동일한 재질로 구성한 실시예에서는 약 347 MPa의 강도가 측정되었으나, SOFC(1000)에 제1 및 제2 기능층(400, 500)들을 추가하지 않고 이에 더불어 채널부층(100)을 제1 및 제2 전해질층(220, 230)들과 동일한 8mol-YSZ 재질로 구성한 비교예에서는 상기의 실시예보다 약 1/5 수준인 약 65 MPa의 강도가 측정되었다. As a result, the first and second functional layers 400 and 500 are added to the SOFC 1000 to have a porosity of about 40 vol% by using 3 mol-YSZ as a material, and the channel layer 100 is divided into the first and second functional layers 400 and 500, The first and second functional layers 400 and 500 are not added to the SOFC 1000 but the channel layer 100 ) Was made of the same 8 mol-YSZ material as that of the first and second electrolyte layers 220 and 230, the strength of about 65 MPa, which is about 1/5 of that of the first embodiment, was measured.

이와 같이, SOFC(1000)는 추가적인 구성인 제1 및 제2 기능층(400, 500)들을 통하여 강도가 보강됨으로써, 외부 충격에 의해서 파손될 가능성을 낮출 수 있다. As described above, the SOFC 1000 is reinforced in strength through the first and second functional layers 400 and 500, which are additional components, so that the possibility of breakage due to an external impact can be reduced.

이에, 제1 및 제2 전해질 시트(220, 320)들 각각의 일부를 절개하여 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들을 형성하고, 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각에 세라믹 페이스트 또는 금속 페이스트 등의 도전성 페이스트로 충진하여 제1 및 제2 연결재(700, 800)들을 형성한다. 여기서, 제1 및 제2 연결재(700, 800)들 각각은 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각에 시트 형태로 삽입되거나, 스크린 프린팅 방식을 통해 삽입될 수 있다.A portion of each of the first and second electrolyte sheets 220 and 320 is cut to form the first and second through holes 222 and 322 and the first and second through holes 222 and 322 And the first and second connecting members 700 and 800 are filled with a conductive paste such as a ceramic paste or a metal paste. Each of the first and second connectors 700 and 800 may be inserted into the first and second through holes 222 and 322 in a sheet form or may be inserted through a screen printing method.

또한, 상기 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각은 다각형 모양을 가질 수 있다, 이럴 경우, 상기 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각은 모서리 부분을 특히 라운드지게 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 연결재(700, 800)들도 상기 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각에 대응되는 형상을 가질 수 있다. Each of the first and second through holes 222 and 322 may have a polygonal shape. In this case, each of the first and second through holes 222 and 322 may have a rounded portion . Accordingly, the first and second coupling members 700 and 800 may have a shape corresponding to the first and second through holes 222 and 322, respectively.

이로써, 제1 및 제2 연결재(700, 800)들 각각은 제1 및 제2 연료극층(210, 310)들 각각과 접촉하게 된다. As a result, the first and second coupling members 700 and 800 are brought into contact with the first and second anode layers 210 and 310, respectively.

이후, 상기의 설명에서와 같이 제1 및 제2 공기극들 각각은 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각이 하부 및 상부로 노출되도록 코팅하여 소결함으로써, 제1 및 제2 공기극층(230, 330)들을 형성할 수 있다. Thereafter, as described above, the first and second air electrodes are coated and sintered so that the first and second through holes 222 and 322 are exposed downward and upward, respectively, (230, 330).

또한, SOFC(1000)를 하나의 셀 단위로 하여 다수를 스택 형태로 구성할 경우, 상기 셀들 각각에 구성된 제1 및 제2 연결재(700, 800)들 중 최외곽에서 외부로 노출된 제1 및 제2 연결재(700, 800)들은 외부의 전기 장치에 전기적으로 연결될 수 있다. When a plurality of SOFCs 1000 are configured in a stacked manner, the first and second connection members 700 and 800 formed in each of the cells, The second connectors 700 and 800 may be electrically connected to an external electrical device.

이에 따라, 상기 외부로 노출된 제1 및 제2 연결재(700, 800)들은 제1 및 제2 연료극층(210, 310)들로부터 발생된 전자를 집전하여 상기의 전기 장치에 인가함으로써, 상기의 전자에 의해서 상기의 전기 장치가 구동되도록 할 수 있다. 여기서, 상기의 전기 장치는 전기에 의해 작동하는 일반적인 전기 제품일 수도 있고, 상기의 전자를 충전하는 배터리일 수도 있다. Accordingly, the first and second coupling members 700 and 800 exposed to the outside collect electrons generated from the first and second fuel electrode layers 210 and 310 and apply the generated electrons to the electrical device, And the electric device can be driven by electrons. Here, the electric device may be a general electric appliance that operates by electricity, or a battery that charges the above-mentioned electrons.

한편, 상기 셀들 각각에 구성된 제1 및 제2 연결재(700, 800)들 중 외부로 노출되지 못하고 내부에 위치한 제1 및 제2 연결재(700, 800)들은 상기 셀들을 직렬로 연결하고자 할 때에는 이웃하는 다른 셀의 제1 및 제2 공기극층(230, 330)들과 전기적으로 연결되고, 병렬로 연결하고자 할 때에는 이웃하는 다른 셀의 제1 및 제2 연료극층(210, 330)들과 전기적으로 연결될 수 있다. Meanwhile, the first and second coupling members 700 and 800, which are not exposed to the outside of the first and second coupling members 700 and 800 formed in the cells, respectively, And electrically connected to the first and second anode layers 230 and 330 of other cells adjacent to each other when the first anode layer 330 and the second cathode layer 330 are connected in parallel. Can be connected.

도 6은 도 5에 도시된 제2 연결재의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a view showing another embodiment of the second connector shown in FIG. 5. FIG.

본 실시예에서는 제1 및 제2 연결재들이 서로 동일한 구조를 가지므로, 제2 연결재를 대표하여 설명하고자 한다. In this embodiment, since the first and second connection members have the same structure, the second connection member will be described as an example.

도 6을 참조하면, 제2 전해질층(325)은 제2 공기극층(330)으로부터 노출된 부위에 일정한 배열로 형성된 다수의 관통홀(323)들을 가질 수 있다. Referring to FIG. 6, the second electrolyte layer 325 may have a plurality of through holes 323 formed in a uniform array at a portion exposed from the second air electrode layer 330.

관통홀(323)들 각각은 도 6과 같이 원형 모양을 가질 수 있다. 또한, 관통홀(323)은 다각형 모양으로 이루어질 수 있으며, 이럴 경우 관통홀(323)들 각각은 모서리 부분을 특히 라운드지게 형성할 수 있다. Each of the through holes 323 may have a circular shape as shown in FIG. The through holes 323 may have a polygonal shape. In this case, each of the through holes 323 may be formed to have rounded corners.

이에, 다른 실시예에 따른 제2 연결재(810)는 관통홀(323)과 동일한 형상으로 이루어져 관통홀(323)들 각각에 관통되는 구조를 갖는다. 이러한 제2 연결재(810)는 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 분말을 포함하는 페이스트를 다수의 관통홀(323)들 각각에 충진하여 형성할 수 있다. 또한, 제2 연결재(810)는 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 통한 슬러리 코팅 또는 스프레이 코팅 방식으로 형성할 수 있다. Accordingly, the second connector 810 according to another embodiment has the same shape as the through hole 323, and has a structure that passes through each of the through holes 323. The second connecting member 810 may be formed by filling a paste containing powder of ceramic, metal, or a mixed material having conductivity into each of the plurality of through holes 323. The second connection member 810 may be formed by a slurry coating method or a spray coating method using conductive ceramic, metal, or a mixed material thereof.

도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ｀선을 따라 절단하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOFC의 제1 및 제2 기능층들을 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 기능층들의 니켈(Ni) 함량 변화에 따른 전도도를 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the first and second functional layers of the SOFC according to another embodiment of the present invention, taken along line II-II 'of FIG. 3, and FIG. 8 is a cross- (Ni) content of the functional layers.

본 실시예에서는, 제1 및 제2 기능층들과, 제1 및 제2 연결재들과, 제1 및 제2 연료극층들을 제외하고는 도 5의 구성과 동일하므로, 이들을 제외한 나머지 구성들에 대해서는 도 5와 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다. In this embodiment, except for the first and second functional layers, the first and second coupling members, and the first and second anode layers, the structure is the same as that of FIG. 5, The same reference numerals as those in FIG. 5 are used, and redundant description thereof will be omitted.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOFC(1100)의 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각은 약 100 S/cm 이상의 높은 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진다. Referring to FIGS. 7 and 8, each of the first and second functional layers 420 and 520 of the SOFC 1100 according to another embodiment of the present invention includes a ceramic, metal Or a mixture thereof.

또한, 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각은 란탄망가네이트계 보다 높은 전도도를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각은 란탄망가네이트의 전도도인 800℃에서 55 S/cm 이상의 전도도를 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.In addition, each of the first and second functional layers 420 and 520 preferably has a higher conductivity than the lanthanum manganate system. Specifically, each of the first and second functional layers 420 and 520 may be formed of ceramic, metal, or a mixture thereof having a conductivity of 55 S / cm or more at 800 ° C, which is the conductivity of lanthanum manganate.

예를 들어, 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각은 세라믹인 3mol-YSZ와 니켈(Ni)의 혼합물로 이루어질 수 있다. 이럴 경우, 도 8의 그래프에서와 같이, 3mol-YSZ에 니켈(Ni)이 약 30vol% 함량된 부근에서 급격하게 전도도가 증가하므로, 제1 및 제2 기능층(420, 450)들 각각은 니켈(Ni)이 약 30vol% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각은 란탄-크롬계 산화물(LaCrO3)과 카본 블랙(Carbon Black)의 혼합물로 이루어질 수 있다. For example, each of the first and second functional layers 420 and 520 may be formed of a mixture of ceramic 3 mol-YSZ and nickel (Ni). In this case, as shown in the graph of FIG. 8, the conductivity of the first and second functional layers 420 and 450 rapidly increases in the vicinity of about 30 vol% of Ni (3 mol-YSZ) (Ni) of about 30 vol% or more. Each of the first and second functional layers 420 and 520 may be made of a mixture of lanthanum-chromium oxide (LaCrO 3 ) and carbon black (Carbon Black).

한편, 제1 및 제2 연료극층(240, 340)들 각각은 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각과 연결되는 제3 및 제4 관통홀(242, 342)들을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제3 및 제4 관통홀(242, 342)들 각각은 실질적으로 상기 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각과 동일한 형상을 가질 수 있다. Each of the first and second fuel electrode layers 240 and 340 may have third and fourth through holes 242 and 342 connected to the first and second through holes 222 and 322, . Here, each of the third and fourth through holes 242 and 342 may have substantially the same shape as each of the first and second through holes 222 and 322.

이에, 제1 및 제2 연결재(750, 850)들 각각은 제1 및 제2 관통홀(222, 322)들 각각을 관통한 상태에서 제3 및 제4 관통홀(242, 342)들 각각까지 관통하여 그 단부면이 제1 및 제2 기능층(420, 520)들에 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 및 제2 연결재(750, 850)들 각각은 측면이 제1 및 제2 연료극층(240, 340)들 각각에 전기적으로 연결된다.Each of the first and second linking members 750 and 850 is connected to each of the third and fourth through holes 242 and 342 in a state of passing through the first and second through holes 222 and 322, And the end face thereof is electrically connected to the first and second functional layers 420 and 520. At this time, each of the first and second coupling members 750 and 850 is electrically connected to each of the first and second anode layers 240 and 340, respectively.

이와 같이, 제1 및 제2 연결재(750, 850)들이 제1 및 제2 연료극층(240, 340)들과 같이 높은 전도성을 갖는 제1 및 제2 기능층(420, 520)들에도 전기적으로 연결됨으로서, 제1 및 제2 연료극층(240, 340)들로부터 전자를 효율적으로 집전할 수 있다. 이로써, SOFC(1100)의 발전 효율을 향상시킬 수 있다. The first and second coupling members 750 and 850 are electrically connected to the first and second functional layers 420 and 520 having high conductivity such as the first and second anode layers 240 and 340 As a result, electrons can be efficiently collected from the first and second anode layers 240 and 340. As a result, the power generation efficiency of the SOFC 1100 can be improved.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SOFC를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이며, 도 10은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ｀선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is an exploded perspective view schematically showing an SOFC according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line III-III` of FIG.

본 실시예에서는, 제3 및 제4 기능층들이 추가된 것을 제외하고는 도 7의 구성과 동일하므로, 도 7과 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.7, except that the third and fourth functional layers are added. Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 7 are used, and redundant detailed description thereof will be omitted.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SOFC(1200)는 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각과 채널부층(100) 사이 각각에 제3 및 제4 기능층(450, 550)들을 더 포함할 수 있다.9 and 10, a SOFC 1200 according to another embodiment of the present invention includes first and second functional layers 420 and 520 and a channel layer 100, 4 functional layers 450 and 550, respectively.

제3 및 제4 기능층(450, 550)들 각각은 SOFC가 약 100 MPa 이상의 강도를 갖도록 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제3 및 제4 기능층(450, 550)들 각각은 도 5의 제1 및 제2 기능층(도 5의 400, 500)들과 같이 약 200 MPa의 강도를 갖는 3mol-YSZ로 이루어질 수 있다.Each of the third and fourth functional layers 450 and 550 may be made of ceramic, metal, or a mixture thereof so that the SOFC has an intensity of about 100 MPa or more. For example, each of the third and fourth functional layers 450 and 550 may be formed of a 3 mol-YSZ (e.g., 3 mol-YSZ) having a strength of about 200 MPa, such as the first and second functional layers ≪ / RTI >

이와 같이, 채널부층(100)의 하부 및 상부 각각에 전도성 및 강도를 각각 향상시킬 수 있는 두 층의 제1 및 제3 기능층(420, 450)들과, 제2 및 제4 기능층(520, 550)들을 구성함으로써, 도 5에서 언급한 SOFC(도 5의 1000)의 강도를 향상시키는 효과와 도 7에서 언급한 SOFC(도 7의 1100)의 효율적으로 집전하는 효과를 모두 기대할 수 있다. The first and third functional layers 420 and 450 and the second and fourth functional layers 520 and 520, which can improve the conductivity and the strength, respectively, are formed on the lower and upper portions of the channel layer 100, , 550), it is possible to expect both the effect of improving the strength of the SOFC (1000 of FIG. 5) and the effect of efficiently collecting the SOFC (1100 of FIG. 7) mentioned in FIG.

한편, 제1 및 제3 기능층(420, 450)들과, 제2 및 제4 기능층(520, 550)들로 인해 두께가 증가하게 되면, 양측 부위들에서 단차가 더 깊게 형성되어 크랙이 발생될 가능성이 높아지므로, SOFC(1200)는 양측 부위들에서 채널부층(100)의 하부 및 상부에 단차를 제거하면서 이 부분을 실링 처리할 수 있는 제1 및 제2 실링 부재(600, 650)들을 더 포함할 수 있다. On the other hand, as the thickness increases due to the first and third functional layers 420 and 450 and the second and fourth functional layers 520 and 550, the step is deeper at both sides, The SOFC 1200 has first and second sealing members 600 and 650 which can seal the lower portion and the upper portion of the channel layer 100 at both sides while removing the step, As shown in FIG.

하지만, 도 1 내지 도 8에서와 같이 제1 및 제3 기능층(420, 450)들과, 제2 및 제4 기능층(520, 550)들 중 각 하나의 층만이 존재할 경우에는 단차진 깊이가 얕아서 굳이 제1 및 제2 실링 부재(600, 650)들을 구성할 필요성은 없다. However, when only one of the first and third functional layers 420 and 450 and the second and fourth functional layers 520 and 550 exist, as shown in FIGS. 1 to 8, It is not necessary to configure the first and second sealing members 600 and 650.

제1 및 제2 실링 부재(600, 650)들 각각은 채널부층(100)과 유사한 개념으로 우선 띠 형태를 갖는 시트로 구성한 다음, SOFC(1200)의 모든 구성 요소들을 적층한 후, 상기의 양측 부위들을 제외한 나머지를 절개하여 형성할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 실링 부재(600, 650)들 각각은 제1 및 제2 전해질층(220, 320)들 또는 채널부층(100)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. Each of the first and second sealing members 600 and 650 is formed of a sheet having a band shape in a similar concept to the channel sublayer 100 and then all the components of the SOFC 1200 are laminated, The remaining parts except the parts can be formed by incision. Each of the first and second sealing members 600 and 650 may be made of the same material as the first and second electrolyte layers 220 and 320 or the channel sublayer 100.

한편, 본 실시예에서는 제1 및 제3 기능층(420, 450)들 및 제2 및 제4 기능층(520, 550)들과 같이 높은 강도를 갖는 층과 높은 전도성을 갖는 층이 서로 구분된 것으로 설명하였지만, 제1 및 제2 기능층(420, 520)들 각각에 강도를 향상시킬 수 있는 물질을 첨가하여 한 층으로 구성함으로써, 상기에서 언급한 효과를 모두 기대할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, a layer having high strength such as the first and third functional layers 420 and 450 and the second and fourth functional layers 520 and 550 and a layer having high conductivity are separated from each other However, all of the above-mentioned effects can be expected by adding a material capable of improving the strength to each of the first and second functional layers 420 and 520 so as to have a single layer.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, 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 invention as defined by the appended claims.

FG : 연료 가스 AR : 공기
100 : 채널부층 110 : 지지부
112 : 유로 200 : 제1 전지층
210, 240 : 제1 연료극층 220 : 제1 전해질층
222 : 제1 관통홀 230 : 제1 공기극층
242 : 제3 관통홀 300 : 제2 전지층
310, 340 : 제2 연료극층 320 : 제2 전해질층
322 : 제2 관통홀 330 : 제2 공기극층
342 : 제4 관통홀 400, 420 : 제1 기능층
450 : 제3 기능층 500, 520 : 제2 기능층
550 : 제4 기능층 600 : 제1 실링 부재
650 : 제2 실링 부재 700, 750 : 제1 연결재
800, 850 : 제2 연결재 1000, 1100, 1200 : SOFCFG: fuel gas AR: air
100: channel sublayer 110: support
112: flow path 200: first battery layer
210, 240: first anode layer 220: first electrolyte layer
222: first through hole 230: first air electrode layer
242: third through hole 300: second battery layer
310, 340: second fuel electrode layer 320: second electrolyte layer
322: second through hole 330: second air electrode layer
342: fourth through hole 400, 420: first functional layer
450: third functional layer 500, 520: second functional layer
550: fourth functional layer 600: first sealing member
650: second sealing member 700, 750: first connecting member
800, 850: Second connector 1000, 1100, 1200: SOFC

Claims (12)

적어도 하나의 유로를 갖는 채널부층;
상기 채널부층의 하부에 배치되며, 제1 연료극층, 제1 전해질층 및 제1 공기극층이 하부 방향을 따라 순차적으로 배치된 제1 전지층;
상기 채널부층의 상부에 배치되며, 제2 연료극층, 제2 전해질층 및 제2 공기극층이 상부 방향을 따라 순차적으로 배치된 제2 전지층; 및
상기 제1 및 제2 연료극층들 각각과 상기 채널부층 사이에 배치되어 강도를 향상시키는 제1 및 제2 기능층들을 포함하고,
상기 제1 전지층과 상기 제2 전지층은 상기 채널부층에 의해 서로 이격된 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.A channel sublayer having at least one channel;
A first battery layer disposed below the channel layer and including a first anode layer, a first electrolyte layer, and a first cathode layer sequentially disposed in a downward direction;
A second battery layer disposed above the channel layer and having a second anode layer, a second electrolyte layer, and a second cathode layer sequentially disposed in an upward direction; And
And first and second functional layers disposed between each of the first and second anode layers and the channel layer to improve the strength,
Wherein the first cell layer and the second cell layer are spaced apart from each other by the channel layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein each of the first and second functional layers is made of a ceramic, a metal, or a mixture thereof. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기극층들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 일부를 하부 및 상부로 노출시키는 구조를 가지며,
상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 노출된 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각을 관통하면서 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각에 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.3. The fuel cell according to claim 2, wherein each of the first and second cathode layers has a structure for exposing a portion of each of the first and second electrolyte layers to the lower and upper portions,
The first and second fuel electrode layers are electrically connected to the first and second fuel electrode layers through the first and second electrolyte layers at the exposed portions of the first and second electrolyte layers, ≪ / RTI > wherein the solid oxide fuel cell comprises a solid oxide fuel cell. 제2항에 있어서, 상기 제1 기능층과 상기 제1 전지층 사이 및 상기 제2 기능층과 상기 제2 전지층 사이 각각에 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 제3 및 제4 기능층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지. The battery module according to claim 2, further comprising a ceramic, metal, or a mixed material thereof having a conductivity of at least 100 S / cm between the first functional layer and the first battery layer and between the second functional layer and the second battery layer Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > further comprising third and fourth functional layers. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.The solid oxide fuel cell of claim 1, wherein each of the first and second functional layers comprises a ceramic, a metal, or a mixture thereof having a conductivity of 100 S / cm or more. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기극층들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질들 각각의 일부를 하부 및 상부로 노출시키는 구조를 가지며,
상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 노출된 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각과 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각을 관통하면서 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각과 상기 제1 및 제2 기능층들 각각에 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.6. The method of claim 5, wherein each of the first and second cathode layers has a structure for exposing a portion of each of the first and second electrolytes,
Wherein each of the first and second electrolyte layers and each of the first and second anode layers penetrates each of the first and second electrolyte layers and each of the first and second electrolyte layers, Further comprising first and second connectors electrically connected to the first and second functional layers, respectively. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 다공성 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein each of the first and second functional layers has a porous structure. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층들 각각은 10 내지 50vol%의 기공률을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지.The solid oxide fuel cell according to claim 7, wherein each of the first and second functional layers has a porosity of 10 to 50 vol%. 제1 전해질 시트, 제1 연료극 시트 및 강도를 향상시키기 위한 제1 기능층 시트를 적층하여 제1 다층 시트를 형성하는 단계;
강도를 향상시키기 위한 제2 기능층 시트, 제2 연료극 시트 및 제2 전해질 시트를 적층하여 제2 다층 시트를 형성하는 단계;
적어도 하나의 유로를 갖는 채널부 시트의 하부 및 상부 각각에 상기 제1 및 제2 다층 시트들 각각을 적층하여 소결함으로써 제1 전해질층, 제1 연료극층, 제1 기능층, 채널부층, 제2 기능층, 제2 연료극층 및 제2 전해질층을 형성하는 단계; 및
상기 소결한 제1 및 제2 전해질층 각각의 하부 및 상부에 제1 및 제2 공기극들을 코팅하여 소결함으로써 제1 및 제2 공기극층들을 형성하는 단계를 포함하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법.Stacking a first electrolyte sheet, a first fuel electrode sheet and a first functional layer sheet for improving strength to form a first multilayer sheet;
Forming a second multilayer sheet by laminating a second functional layer sheet, a second fuel electrode sheet and a second electrolyte sheet to improve strength;
The first and second multilayer sheets are stacked and sintered on the lower and upper portions of the channel sheet having at least one flow path to form a first electrolyte layer, a first anode layer, a first functional layer, a channel layer, Forming a functional layer, a second anode layer, and a second electrolyte layer; And
And forming first and second cathode layers by coating and sintering the first and second air electrodes on the lower and upper portions of the sintered first and second electrolyte layers, respectively. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층 시트들 각각은 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법.[10] The method of claim 9, wherein each of the first and second functional layer sheets is made of ceramic, metal, or a mixture thereof. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기능층 시트들 각각은 100 S/cm 이상의 전도성을 갖는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein each of the first and second functional layer sheets comprises ceramic, metal, or a mixture thereof having a conductivity of 100 S / cm or more. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기극들 각각을 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각의 일부가 하부 및 상부로 노출되도록 코팅하고,
상기 제1 및 제2 다층 시트들을 형성하는 단계들 각각은 상기 제1 및 제2 전해질 시트들 각각의 노출될 부위에서 상기 제1 및 제2 전해질층들 각각과 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각에 제1 및 제2 관통홀들 각각과 제3 및 제4 관통홀들 각각을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 관통홀들 각각과 상기 제3 및 제4 관통홀들 각각에 상기 제1 및 제2 연료극층들 각각과 상기 제1 및 제2 기능층들 각각에 전기적으로 연결되도록 제1 및 제2 연결재들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein each of the first and second air electrodes is coated so that a portion of each of the first and second electrolyte layers is exposed downward and upward,
Each of the steps of forming the first and second multilayer sheets may include a step of forming the first and second electrolyte layers on the exposed portions of the first and second electrolyte sheets, Further comprising forming each of the first and second through holes and each of the third and fourth through holes in each of the first and second through holes,
The first and second through holes are electrically connected to the first and second anode layers and the first and second functional layers, respectively, in each of the first and second through holes and the third and fourth through holes. And forming the first and second connecting members. ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI >
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