KR102100257B1 - Plate-type unit cell for solid oxide fuel cell with high strength - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계적 강도 및 산화환원 안정성을 향상시키기 위해서 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임을 연료극 지지체 내부에 삽입시켜 공기극의 활성면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 포함한다. The present invention includes a flat cell for a solid oxide fuel cell, characterized in that an YSZ frame having a hexagonal honeycomb structure is inserted into the anode support to increase the active area of the cathode to improve mechanical strength and redox stability.

Description

고강도 프레임이 적용된 고체산화물연료전지용 평판형 단전지{Plate-type unit cell for solid oxide fuel cell with high strength}Plate-type unit cell for solid oxide fuel cell with high strength

본 발명은 고강도 프레임이 적용된 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도 프레임을 적용시켜 기계적 강도 및 최대출력밀도를 향상시킨 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 관한 것이다. The present invention relates to a flat cell for a solid oxide fuel cell to which a high-strength frame is applied, and more particularly, to a flat cell for a solid oxide fuel cell that has improved mechanical strength and maximum output density by applying a high-strength frame.

연료극 지지체형 단전지(Anode Supported Cell, ASC)는 연료극을 지지체로 적용하고 구성요소 중에서 저항이 가장 큰 전해질을 박막화한 단전지로서, 기존의 전해질 지지체형 단전지(Electrolyte Supported Cell, ESC)보다 출력밀도(W/cm2)가 높아 700~750℃의 중온 영역에서 주로 사용되고 있다. An anode-supported cell (ASC) is a cell that uses an anode as a support and thinns the electrolyte with the greatest resistance among its components, and outputs more than conventional electrolyte-supported cells (ESC). It has high density (W / cm 2 ) and is mainly used in the medium temperature region of 700 ~ 750 ℃.

그러나 Ni+YSZ(Y2O3 stabilized ZrO2)로 구성된 다공성 연료극 지지체는 치밀한 전해질 지지체와 비교하여 기계적 강도가 낮은 단점이 있으며, 특히 최근에는 산화환원에 따른 연료극의 급격한 부피변화로 인한 전해질막의 파괴 거동이 문제로 지적되고 있다. However, the porous anode support composed of Ni + YSZ (Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 ) has a disadvantage of low mechanical strength compared to a dense electrolyte support, and particularly, recently, the destruction of the electrolyte membrane due to the rapid volume change of the anode due to redox. Behavior is pointed out as a problem.

이러한 산화환원에 따른 전해질막의 파괴 거동을 막기 위해서 전해질막의 두께를 늘리는 방법 또는 연료극의 Ni 함량을 줄이는 방법 등이 제시되고 있으나 이러한 방법들은 반대로 단전지의 출력을 저하시키는 문제가 발생한다.In order to prevent the destruction behavior of the electrolyte membrane due to the redox, a method of increasing the thickness of the electrolyte membrane or a method of reducing the Ni content of the anode has been proposed, but these methods, on the contrary, cause a problem of lowering the output of a single cell.

한국등록특허 제10-1669002호에는 연료극의 두께를 확대시키지 않고도 기계적 강도를 효과적으로 높일 수 있도록 한 고체산화물 연료전지용 단위전지를 개시하고 있다. 그러나, 한국등록특허 제10-1669002호는 보강층을 포함함으로써 고체산화물 연료전지용 단위전지의 기계적 강도는 향상시킬 수 있었으나, 반대로 작동온도에서 최대출력밀도가 감소하는 문제점이 발생하였다. Korean Registered Patent No. 10-1669002 discloses a unit cell for a solid oxide fuel cell that can effectively increase mechanical strength without increasing the thickness of the anode. However, Korean Patent No. 10-1669002 could improve the mechanical strength of the unit cell for a solid oxide fuel cell by including a reinforcing layer, but on the contrary, there was a problem that the maximum power density decreases at the operating temperature.

또한 평판형 단전지를 이용한 스택(Stack)의 경우에는 튜브형 단전지를 이용한 스택과 비교하여 밀봉 처리가 어렵고 밀봉 처리기술의 완성도가 스택의 신뢰성 확보를 결정할 만큼 중요한 스택의 핵심 요소기술로 평가받고 있다. In addition, in the case of a stack using a flat-type single cell, it is difficult to seal compared to a stack using a tube-type single cell, and the completeness of the sealing processing technology is evaluated as a key element technology of the stack, which is important enough to determine the reliability of the stack.

현재 평판형 단전지를 이용한 스택의 글라스 밀봉처리는 글라스 밀봉제를 페이스트(paste)로 제조 후 디스펜싱(dispensing)으로 형성하거나 글라스 밀봉제를 시트(sheet)로 제작 후 가스켓 형상으로 가공하여 적용하고 있다. 디스펜싱의 단점은 공정비용이 저렴하지만 균일한 두께로 밀봉 층을 형성하는데 제약이 있으며, 시트(sheet)로 제작 후 가스켓 형상으로 가공하여 적용하는 경우에는 균일한 밀봉 층을 확보할 수 있으나, 제조비용이 높고 또한 제조 수율 또한 매우 낮은 단점을 갖는다. 이러한 단점들을 보완하고 공정비용을 낮추기 위해서는 보다 효율적인 글라스 밀봉제의 인쇄 공정의 도출이 필요하다.Currently, the glass sealing treatment of the stack using a flat cell is applied by manufacturing a glass sealant as a paste and then dispensing or manufacturing a glass sealant as a sheet and processing it into a gasket shape. . Disadvantages of dispensing are inexpensive, but there are limitations in forming a sealing layer with a uniform thickness. In the case of manufacturing a sheet and processing it into a gasket shape, a uniform sealing layer can be secured. It has the disadvantage of high cost and very low production yield. In order to compensate for these shortcomings and lower the process cost, it is necessary to derive a more efficient glass sealant printing process.

한국등록특허 제10-1669002호Korean Registered Patent No. 10-1669002

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 최대출력밀도를 향상시킨 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a flat cell for a solid oxide fuel cell that improves not only mechanical strength but also maximum power density.

또한, 본 발명은 스택 제조 시 스크린 프린팅 공정을 통해 글라스 밀봉제를 YSZ 프레임의 형상이 반영되지 않는 전해질 막의 표면 테두리에 직접 인쇄함으로써, 높은 개회로전압(OCV: Open Circuit Voltage)를 가지는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 제공함에 있다.In addition, the present invention is a solid oxide fuel having a high open circuit voltage (OCV) by directly printing the glass encapsulant on the surface edge of the electrolyte membrane that does not reflect the shape of the YSZ frame through a screen printing process during stack manufacturing. Disclosed is a flat cell for a battery.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within a scope that can be easily inferred from the following detailed description and its effects.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 기계적 강도 및 산화환원 안정성을 향상시키기 위해서 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임을 연료극 지지체 내부에 삽입시켜 공기극의 활성면적을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In order to achieve this object, the flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention is inserted into the anode support by inserting an YSZ frame having a hexagonal honeycomb structure inside the anode support to improve mechanical strength and redox stability. It can be characterized by increasing the active area of.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 있어, 상기 YSZ 프레임은 3 내지 8 mol% Y2O3가 고용된 YSZ로 이루어질 수 있다. In the flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the YSZ frame may be made of YSZ in which 3 to 8 mol% Y 2 O 3 is employed.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 있어, 상기 YSZ 프레임은 하기 i) 내지 iii)을 만족하는 단위 YSZ 프레임을 포함할 수 있다. In the flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the YSZ frame may include a unit YSZ frame satisfying i) to iii) below.

i) A = 6 내지 12 ㎜ i) A = 6 to 12 mm

ii) A/B = 1.5 내지 2 ii) A / B = 1.5 to 2

iii) t = 35 내지 40 ㎛ iii) t = 35 to 40 μm

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 있어, 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.In the flat type single cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the following relational expression 1 may be satisfied.

[관계식 1][Relationship 1]

1.3 ≤ F-ASC-1/N-ASC-11.3 ≤ F-ASC-1 / N-ASC-1

(상기 관계식 1에서, 상기 F-ASC-1는 상기 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 YSZ 프레임이 없는 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 다른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이다.) (In the relational expression 1, the F-ASC-1 was measured after reduction treatment at 750 ° C. for 4 hours at 750 ° C. in an electrolyte membrane / fuel electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane were sequentially disposed on the anode support. The bending strength is the N-ASC-2, and the other electrolyte membrane / electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane are sequentially disposed on the anode support without the YSZ frame is reduced for 4 hours at 750 ° C in a reducing atmosphere. It is the bending strength measured later.)

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 있어, 하기 관계식 2를 만족할 수 있다. In the flat type single cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the following relational expression 2 may be satisfied.

[관계식 2][Relationship 2]

1.05 ≤ F-ASC-2/N-ASC-21.05 ≤ F-ASC-2 / N-ASC-2

(상기 관계식 2에서, 상기 F-ASC-2는 750℃ 운전조건에서 측정한 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 F-ASC-1과 동일한 운전조건으로 측정하되 상기 YSZ 프레임이 없는 다른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이다.) (In the relational expression 2, the F-ASC-2 is the maximum output density of the flat-type single cell for the solid oxide fuel cell measured at 750 ° C operating conditions, and the N-ASC-2 is the same as the F-ASC-1. It is measured under the operating conditions, but it is the maximum output density of the flat cell for other solid oxide fuel cells without the YSZ frame.)

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 있어, 상기 YSZ 프레임은 상기 연료극 지지체 내부에 상기 공기극의 면적에 해당하는 부위에만 삽입되어 상기 공기극과 동일한 평면크기를 가지며, 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 상기 YSZ 프레임의 형상이 반영되지 않는 전해질막의 표면 테두리에 스크린 프린팅 공정을 이용하여 글라스 밀봉제가 인쇄된 것일 수 있다. In the flat-type single cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the YSZ frame is inserted only into a portion corresponding to the area of the cathode inside the anode support and has the same plane size as the cathode, and the solid The flat-type single cell for an oxide fuel cell may be a glass sealant printed using a screen printing process on the surface edge of the electrolyte membrane in which the shape of the YSZ frame is not reflected.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는, 실제 스택에 탑재되어 작동온도 750℃, 전류밀도 0.4 A/cm2, 공기이용률 및 연료이용률이 각각 30%인 구동조건에서 출력밀도가 0.3 W/cm2 이상의 성능을 갖는 것일 수 있다. A flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention is mounted on an actual stack, operating temperature 750 ° C, current density 0.4 A / cm 2 , air utilization rate and fuel utilization rate are 30%, respectively, and output density under driving conditions. May have a performance of 0.3 W / cm 2 or more.

본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 최대출력밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The flat type single cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention has an advantage of improving not only mechanical strength but also maximum power density.

또한 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는, 실제 운용되는 단전지의 작동 환경에서 보다 높은 기계적 강도를 가지게 하는 효과가 있다. In addition, the flat-type single cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention has an effect of having a higher mechanical strength in the operating environment of the actual operating cell.

또한 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는, 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임이 삽입시켜, 동시 열간 압착 공정 및 동시 소결 공정 중에 육각형상의 벌집구조 패턴을 연료극 지지체의 표면에 형성시킴으로써, 후속되는 공기극 코팅 공정 및 열처리 공정을 통해 상기 공기극 표면에 육각형상의 벌집구조와 대응되는 패턴을 형성함에 따라, 상기 공기극은 활성면적이 증대되어 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도가 향상되는 효과가 있다.In addition, the flat-type unit cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention is inserted into an YSZ frame having a hexagonal honeycomb structure, thereby forming a hexagonal honeycomb structure pattern on the surface of the anode support during the simultaneous hot pressing process and the simultaneous sintering process. By forming a pattern corresponding to a hexagonal honeycomb structure on the surface of the cathode through the cathode coating process and the heat treatment process, the cathode has an increased active area, thereby improving the maximum output density of the flat cell for a solid oxide fuel cell. There is.

또한, 고강도 육각 벌집구조의 YSZ 프레임은 공기극 면적에 해당하는 부위에만 삽입되었고 따라서 YSZ 프레임이 적용되지 않은 부위는 높은 평탄도가 확보되어 스크린 프린팅 공정으로 용이하게 글라스 밀봉제가 인쇄될 수 있었다. 육각 벌집구조의 YSZ 프레임이 적용되고 또한 스크린 프린팅 공정으로 글라스 밀봉제가 인쇄된 단전지를 이용하여 조립된 스택의 구동 평가를 통해 셀들은 높은 개회로전압(OCV : Open Circuit Voltage)를 나타내어 스택의 밀봉 처리가 잘 이루어졌음을 확인하였다.In addition, the YSZ frame of the high-strength hexagonal honeycomb structure was inserted only in the area corresponding to the cathode area, and thus, the flatness was secured in the area where the YSZ frame was not applied, so that the glass sealant could be easily printed by the screen printing process. Cells exhibit a high open circuit voltage (OCV) through the driving evaluation of the stack assembled using a single cell with a hexagonal honeycomb structured YSZ frame applied and a glass sealant printed by a screen printing process to seal the stack. Was confirmed that it was done well.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 프레임을 도시한 평면 구조도(좌) 및 단면 구조도(우)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단위 프레임으로 이루어진 YSZ 프레임의 평면 설계 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체의 실물사진으로서, 연료극 지지체의 상부 표면에 형성된 육각형상의 벌집구조가 전해질막에 반영된 것을 나타내는 실물사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 실물사진으로서, 전해질막의 표면 테두리, 즉 YSZ 프레임의 육각형상의 벌집구조가 전해질막에 반영되지 않는 부위에 글라스 밀봉제가 코팅된 것을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체에 대하여 굽힘강도를 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 굽힘강도를 측정한 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 750℃에서 구동평가한 전류-전압-출력밀도(I-V-P) 곡선이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료극 지지체의 파단면을 측정한 SEM 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막의 표면을 관찰한 SEM 사진으로서, 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 2시간 동안 환원한 후 대기분위기에서 750℃에서 2시간 재산화하는 공정을 일 단위공정으로 하여 상기 단위공정을 4회 반복한 후에 전해질막의 표면을 관찰한 SEM 사진이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 프레임에 대한 실물사진으로서, 스크린 프린팅 공정으로 글라스 밀봉제를 코팅한 셀 프레임에 대한 실물사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 분리판에 대한 실물사진으로서, 스크린 프린팅 공정으로 글라스 밀봉제를 코팅한 금속 분리판에 대한 실물사진이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 실제 스택에 탑재한 실물사진으로서, 도 5의 고체산화물연료전지용 평판형 단전지, 도 11의 셀 프레임 및 도 12의 금속분리판을 포함한 단위 스택을 각각 5장씩 적층한 실제 스택에 대한 사진이다.
도 14는 도 13의 실제 스택을 850℃에서 밀봉처리 후 750℃에서 운전한 결과로서 전류밀도(A/cm2)에 따른 F-ASC들의 전압 및 출력밀도(W/cm2)를 나타낸 자료이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지를 실제 스택에 탑재한 후 측정한 스택의 출력 및 효율을 나타낸 자료로서, 전류밀도 및 연료이용률의 변화에 따른 스택의 출력 및 효율을 나타낸 자료이다. 1 is an exploded perspective view of a flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view (left) and a cross-sectional view (right) showing a unit frame according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view structural diagram of an YSZ frame composed of the unit frame according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a real picture of the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body according to an embodiment of the present invention, showing a hexagonal honeycomb structure formed on the upper surface of the anode support is reflected in the electrolyte membrane.
Figure 5 is a real picture of a flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the surface of the electrolyte membrane, that is, a glass sealant is coated on a portion where the hexagonal honeycomb structure of the YSZ frame is not reflected on the electrolyte membrane This is a picture showing what has been done.
6 is a result of measuring the bending strength of the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body according to an embodiment of the present invention.
7 is a result of measuring the bending strength after reducing the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body according to an embodiment of the present invention in a reducing atmosphere at 750 ℃ for 4 hours.
8 is a current-voltage-output density (IVP) curve obtained by driving evaluation of a flat cell for a solid oxide fuel cell at 750 ° C according to an embodiment of the present invention.
9 is a SEM photograph of a fracture surface of an anode support according to an embodiment of the present invention.
10 is a SEM image of the surface of the electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention, after reducing the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body in a reducing atmosphere at 750 ℃ for 2 hours, 2 at 750 ℃ in the atmosphere This is a SEM photograph of the surface of the electrolyte membrane observed after repeating the unit process four times using the time re-oxidizing process as a unit process.
11 is a real picture of a cell frame according to an embodiment of the present invention, and is a real picture of a cell frame coated with a glass sealant by a screen printing process.
12 is a real picture of a metal separator according to an embodiment of the present invention, a real picture of a metal separator coated with a glass sealant by a screen printing process.
13 is a real photo of a solid-state fuel cell flat-type unit cell mounted on a stack according to an embodiment of the present invention, the solid-state fuel cell flat-type unit cell of FIG. 5, the cell frame of FIG. 11, and the metal of FIG. This is a picture of an actual stack of 5 stacks of unit stacks, including a separator.
14 is a data showing the voltage and output density (W / cm 2 ) of F-ASCs according to the current density (A / cm 2 ) as a result of operating the actual stack of FIG. 13 at 850 ° C. after sealing treatment at 750 ° C. .
15 is a data showing the output and efficiency of the stack measured after mounting a flat cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention in the actual stack, the output of the stack according to the change in the current density and fuel utilization and This is a data showing the efficiency.

이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following examples and drawings are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, unless otherwise defined in the technical terms and scientific terms used in the present invention, those skilled in the art to which this invention belongs have the meanings commonly understood, and the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter are omitted.

본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 기계적 강도 및 산화환원 안정성을 향상시키기 위해서 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임을 연료극 지지체 내부에 삽입시켜 공기극의 활성면적을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다. The flat-type unit cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention can be characterized by increasing the active area of the cathode by inserting an YSZ frame having a hexagonal honeycomb structure inside the anode support to improve mechanical strength and redox stability. .

또한 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 상기 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체와, 상기 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체 상부에 순차적으로 배치된 반응방지막 및 공기극으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the flat-type unit cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention is an electrolyte membrane / anode / anode electrode body sintered body in which an anode and an electrolyte membrane are sequentially disposed on the anode support, and sequentially on top of the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body It can be characterized in that it consists of a reaction preventing film and the cathode disposed.

이때, 상기 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체는 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다. In this case, the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body may be characterized by satisfying the following relational expression 1.

[관계식 1][Relationship 1]

1.3 ≤ F-ASC-1/N-ASC-11.3 ≤ F-ASC-1 / N-ASC-1

(상기 관계식 1에서, 상기 F-ASC-1는 상기 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 YSZ 프레임이 없는 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 다른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이다.) (In the relational expression 1, the F-ASC-1 was measured after reduction treatment at 750 ° C. for 4 hours at 750 ° C. in an electrolyte membrane / fuel electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane were sequentially disposed on the anode support. The bending strength is the N-ASC-2, and the other electrolyte membrane / electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane are sequentially disposed on the anode support without the YSZ frame is reduced for 4 hours at 750 ° C in a reducing atmosphere. It is the bending strength measured later.)

또한 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 상기 연료극 지지체 상부 표면에 상기 육각형상의 벌집구조가 반영된 제1 양각패턴이 형성되어, 상기 공기극 상부 표면에 상기 제1 양각패턴과 대응되는 제2 양각패턴이 형성됨에 따라, 하기 관계식 2를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the flat type single cell for a solid oxide fuel cell according to the present invention is formed with a first embossed pattern reflecting the hexagonal honeycomb structure on an upper surface of the anode support, and a second embossed pattern corresponding to the first embossed pattern on the upper surface of the cathode. As the pattern is formed, it can be characterized by satisfying the following relationship (2).

하기 관계식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.A flat-type single cell for a solid oxide fuel cell, which satisfies the following relational expression 2.

[관계식 2][Relationship 2]

1.05 ≤ F-ASC-2/N-ASC-21.05 ≤ F-ASC-2 / N-ASC-2

(상기 관계식 2에서, 상기 F-ASC-2는 750℃ 운전조건에서 측정한 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 F-ASC-1과 동일한 운전조건으로 측정하되 상기 YSZ 프레임이 없는 다른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이다.) (In the relational expression 2, the F-ASC-2 is the maximum output density of the flat-type single cell for the solid oxide fuel cell measured at 750 ° C operating conditions, and the N-ASC-2 is the same as the F-ASC-1. It is measured under the operating conditions, but it is the maximum output density of the flat cell for other solid oxide fuel cells without the YSZ frame.)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, a flat type single cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 분해 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)는 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임(110), 상기 YSZ 프레임(110)이 삽입되는 연료극 지지체(100), 상기 연료극 지지체(100) 상부에 순차적으로 형성되는 연료극(150), 전해질막(200), 반응방지막(250) 및 공기극(300)을 포함할 수 있다. 1 is an exploded perspective view of a flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention includes an YSZ frame 110 having a hexagonal honeycomb structure and a fuel electrode into which the YSZ frame 110 is inserted. It may include a support 100, an anode 150 formed sequentially on the anode support 100, the electrolyte membrane 200, the reaction prevention membrane 250 and the cathode 300.

상기 YSZ 프레임(110)은 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 기계적 강도 및 산화환원 안정성을 향상시키기 위해 구비되는 것으로서, 상기 YSZ 프레임(110)은 3 내지 8 mol% Y2O3가 고용된 YSZ로 이루어질 수 있다. The YSZ frame 110 is provided to improve the mechanical strength and redox stability of the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell, wherein the YSZ frame 110 has 3 to 8 mol% Y 2 O 3 It may consist of YSZ employed.

예컨대, Y2O3가 3 내지 8 mol%으로 고용된 YSZ(Y2O3 stabilized ZrO2)는 약 300 내지 1000 MPa에 이르는 굽힘강도를 가지며, 그 중에서도 3YSZ(3mol% Y2O3 stabilized ZrO2)는 가장 높은 기계적 강도와 높은 파괴인성을 갖고 있으므로 상기 3YSZ를 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따르면, 상기 Y2O3가 3 내지 8 mol%으로 고용된 YSZ로 이루어진 YSZ 프레임(110)은 상기 연료극 지지체(100)의 기계적 강도를 보다 상승시킬 수 있는 장점이 있다. For example, Y 2 O 3 is 3 to 8 is employed in mol% YSZ (Y 2 O 3 stabilized ZrO 2) has a bending strength of up to about 300 to 1000 MPa, among them 3YSZ (3mol% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 ) has the highest mechanical strength and high fracture toughness, so it is preferable to use the 3YSZ, but the present invention is not necessarily limited thereto. According to the present invention, the YSZ frame 110 made of YSZ in which Y 2 O 3 is dissolved in 3 to 8 mol% has the advantage of further increasing the mechanical strength of the anode support 100.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)에 있어, 상기 YSZ 프레임(110)은 하기 i) 내지 iii)을 만족하는 단위 프레임(111)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, in the flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the YSZ frame 110 includes a unit frame 111 satisfying i) to iii) below. It can contain.

i) A = 6 내지 12 ㎜ i) A = 6 to 12 mm

ii) A/B = 1.5 내지 2 ii) A / B = 1.5 to 2

iii) t = 35 내지 40 ㎛ iii) t = 35 to 40 μm

(상기 A는 상기 단위 프레임(111)의 피치(pitch)이고, 상기 B는 상기 단위 프레임(111)의 기공크기이고, 상기 t는 상기 단위 프레임(111)의 두께이다.)(The A is the pitch of the unit frame 111, the B is the pore size of the unit frame 111, and the t is the thickness of the unit frame 111.)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단위 프레임(111)으로 이루어진 YSZ 프레임(110)의 평면 설계 구조도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 YSZ 프레임(110)은 상기 i) 내지 iii)을 만족하는 단위 프레임(111)이 반복 연결되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 i) 내지 iii) 조건을 만족하는 단위 프레임(111)을 포함하는 YSZ 프레임(100)이 상기 연료극 지지체(100) 내부에 삽입되는 경우, 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 기계적 강도를 상승시킬 뿐만 아니라, 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 최대출력밀도를 보다 상승시킬 수 있다. 3 is a plan view of a YSZ frame 110 made of the unit frame 111 according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 3, the YSZ frame 110 according to an embodiment of the present invention may be formed by repeatedly connecting unit frames 111 satisfying i) to iii). Accordingly, when the YSZ frame 100 including the unit frame 111 satisfying the conditions i) to iii) is inserted into the anode support 100, the flat-type stage for the solid oxide fuel cell according to the present invention In addition to raising the mechanical strength of the battery 1000, it is possible to further increase the maximum output density of the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell.

상세하게, 제조방법 측면에서, 상기 YSZ 프레임(110) 그린시트를 상기 연료극 지지체(100) 그린시트 내부에 삽입한 후, 상기 연료극 지지체(100) 그린시트 상에 연료극(150) 그린시트 및 전해질막(200) 그린시트를 순차적으로 배치한 후 50 내지 100℃의 온도 및 및 40 내지 50MPa의 압력 조건에서 성형하는 열간정수압 공정을 포함하면, 상기 연료극 지지체(100) 상부 표면에 상기 육각형상의 벌집구조와 대응되는 제1 양각패턴(p1)을 형성시킬 수 있다. 상기 연료극 지지체(100) 상부 표면에 상기 제1 양각패턴(p1)이 형성됨에 따라, 상술한 관계식 2를 만족할 수 있다. 또한 상기 연료극(150) 및 전해질은 각각 상기한 제1 양각패턴(p1)과 동일하거나 또는 대응되는 형상을 가질 수 있음은 물론이다. In detail, in terms of the manufacturing method, after inserting the green sheet of the YSZ frame 110 inside the anode support 100 green sheet, the anode 150 green sheet and electrolyte membrane on the anode support 100 green sheet (200) When the green sheet is sequentially disposed, and includes a hot hydrostatic process for molding at a temperature of 50 to 100 ° C. and a pressure of 40 to 50 MPa, the hexagonal honeycomb structure and the anode surface of the anode support 100 are formed. A corresponding first embossed pattern p1 may be formed. As the first embossed pattern p1 is formed on the upper surface of the anode support 100, relational expression 2 described above may be satisfied. Also, it is needless to say that the anode 150 and the electrolyte may each have the same or corresponding shape as the first embossed pattern p1.

구체적인 일 예로, 상기 t 값이 35 ㎛ 미만이면 상기 YSZ 프레임(110)에 의한 강도 향상의 효과가 미비해지고, 상기 연료극 지지체(100) 상부에 제1 양각패턴(p1)을 형성시키기 어렵다. 한편, t 값이 40 ㎛를 초과하면 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000) 소결시 상기 연료극(150)이 벌어지거나 크랙 현상이 발생할 수 있다. As a specific example, if the value of t is less than 35 μm, the effect of improving the strength by the YSZ frame 110 becomes insufficient, and it is difficult to form the first embossed pattern p1 on the anode support 100. On the other hand, when the t value exceeds 40 μm, the anode 150 may open or crack when sintering the flat single cell 1000 for a solid oxide fuel cell.

또한, 상기 A 값이 i) A = 6 내지 12 ㎜이고, ii) A/B = 1.5 내지 2를 만족하면, 상기 제1 양각패턴(p1)이 상기 공기극(300) 표면에 전사됨으로써, 상기 공기극(300)의 활성면적을 증가시키므로 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 최대출력밀도를 상승시킬 수 있다. In addition, when the value of A is i) A = 6 to 12 mm, and ii) A / B = 1.5 to 2 is satisfied, the first embossed pattern p1 is transferred to the surface of the cathode 300, thereby causing the cathode Since the active area of 300 is increased, the maximum output density of the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell according to the present invention can be increased.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체의 실물사진으로서, 상기 연료극 지지체(100)의 상부 표면에 형성된 유각형상의 벌집구조가 전해질막에 반영된 것을 나타내는 실물사진이다. 도 4에 보는 바와 같이, 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체의 상부 표면에는 상술한 YSZ 프레임(110)의 형상과 대응되는 제1 양각패턴(p1)이 형성된 것을 알 수 있다. Figure 4 is a real photo of the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body according to an embodiment of the present invention, showing that the honeycomb structure formed on the upper surface of the anode support 100 is reflected in the electrolyte membrane to be. As shown in FIG. 4, it can be seen that the first embossed pattern p1 corresponding to the shape of the YSZ frame 110 described above is formed on the upper surface of the sintered body of the electrolyte membrane / electrode / anode support body.

이러한 제1 양각패턴(p1)이 상기 연료극 지지체(100)의 상부에 형성됨에 따라, 상기 연료극 지지체(100) 상부에 적층되는 상기 전해질막(200) 및 공기극(300)의 상부에는 상기 제1 양각패턴(p1)과 대응되는 형상이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 공기극(300) 상부에 상기 제1 양각패턴(p1)과 대응되는 벌집구조 형상이 형성되게 되면, 상기 공기극(300)의 활성면적을 넓히는 효과가 있어, 이러한 공기극(300)의 활성면적의 증가는 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 출력밀도를 향상시키는 요인이 된다. As the first embossed pattern p1 is formed on the anode support 100, the first embossed portion is formed on the electrolyte membrane 200 and the cathode 300 stacked on the anode support 100. A shape corresponding to the pattern p1 may be formed. For example, when a honeycomb structure shape corresponding to the first embossed pattern p1 is formed on the air electrode 300, there is an effect of widening the active area of the air electrode 300, and the active area of the air electrode 300 The increase in is a factor that improves the output density of the flat type single cell 1000 for solid oxide fuel cells according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)에 있어, 상기 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다. 하기 관계식 1을 만족함에 따라, 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)는 기계적 강도가 향상될 뿐만 아니라 최대출력밀도에 기여할 수 있다. In the flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body may satisfy the following relationship (1). By satisfying the following relational expression 1, the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell according to the present invention can not only improve the mechanical strength but also contribute to the maximum output density.

[관계식 1][Relationship 1]

1.3 ≤ F-ASC-1/N-ASC-11.3 ≤ F-ASC-1 / N-ASC-1

(상기 관계식 1에서, 상기 F-ASC-1는 상기 연료극 지지체(100) 상부에 연료극(150) 및 전해질막(200)이 순차적으로 배치된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 YSZ 프레임(110)이 없는 연료극 지지체(100) 상부에 연료극(150) 및 전해질막(200)이 순차적으로 배치된 다른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이다.) (In the above relational expression 1, the F-ASC-1 is an electrolyte membrane / electrode / electrode membrane sintered body in which the anode 150 and the electrolyte membrane 200 are sequentially disposed on the anode support 100 in a reducing atmosphere 750 The bending strength measured after the reduction treatment at 4 ° C. for 4 hours, and the N-ASC-2 sequentially arranged the anode 150 and the electrolyte membrane 200 on the anode support 100 without the YSZ frame 110. It is the bending strength measured after reducing the other electrolyte membrane / anode / anode support sintered body at 750 ℃ for 4 hours in a reducing atmosphere.)

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)에 있어, 상기 연료극 지지체(100) 및 상기 연료극(150)은 상호 독립적으로 Ni, Zr, 또는 Ni와 YSZ의 복합체를 포함할 수 있다. On the other hand, in the flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the anode support 100 and the anode 150 are independently of each other Ni, Zr, or a composite of Ni and YSZ It may include.

또한 상기 전해질막(200)은 Y, Sc, Yb, Sm, 및 Gd 중 어느 하나 또는 복수의 안정화제가 고용된 지르코니아(ZrO2)를 포함할 수 있다.In addition, the electrolyte membrane 200 may include zirconia (ZrO 2 ) in which one or a plurality of stabilizers of Y, Sc, Yb, Sm, and Gd are employed.

또한 상기 반응방지막(250)은 Gd, Sm, Yb, Y, Pr 및 Bi 중 어느 하나 또는 복수의 안정화제가 고용된 세리아(CeO2)를 포함할 수 있다. In addition, the reaction preventing film 250 may include ceria (CeO 2 ) in which any one or a plurality of stabilizers of Gd, Sm, Yb, Y, Pr, and Bi are employed.

또한 상기 공기극(300)은 페로브스카이트상 산화물인 La-Sr-Mn 산화물(LSM) 또는 La-Sr-Co-Fe 산화물(LSCF)을 포함할 수 있다. In addition, the cathode 300 may include a perovskite oxide, La-Sr-Mn oxide (LSM) or La-Sr-Co-Fe oxide (LSCF).

여기에서 언급한 연료극 지지체(100), 연료극(150), 전해질막(200), 반응방지막(250), 공기극(300)의 재료는 하나의 예일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The materials of the anode support 100, the anode 150, the electrolyte membrane 200, the reaction prevention membrane 250, and the cathode 300 mentioned herein are only examples, and the present invention is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 실물사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공기극(300) 상부에 벌집 모양의 제2 양각패턴(p2)이 형성된 것을 알 수 있다. 또한 전해질막(200)의 표면 테두리, 즉 상기 YSZ 프레임(110)의 육각형상의 벌집구조가 반영되지 않은 전해질막(200)의 표면 테두리에 글라스 밀봉제(g)가 코팅된 것을 보여준다. 5 is a real photo of a flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, it can be seen that a honeycomb-shaped second embossed pattern p2 is formed on the air electrode 300. In addition, it shows that a glass sealant (g) is coated on the surface edge of the electrolyte membrane 200, that is, the surface edge of the electrolyte membrane 200 in which the hexagonal honeycomb structure of the YSZ frame 110 is not reflected.

상술한 바와 같이, 상기 공기극(300) 상부에 상기 제1 양각패턴(p1)과 대응되는 벌집구조의 제2 양각패턴(p2)이 형성되면, 상기 공기극(300)의 활성면적을 넓히는 효과가 있다. 이러한 공기극(300)의 활성면적의 증가는 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 출력밀도를 향상시키는 요인이 된다. As described above, when the second embossed pattern p2 having a honeycomb structure corresponding to the first embossed pattern p1 is formed on the air cathode 300, there is an effect of widening the active area of the cathode 300. . The increase in the active area of the cathode 300 is a factor that improves the output density of the flat cell unit 1000 for a solid oxide fuel cell according to the present invention.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)는 하기 관계식 2를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention may be characterized by satisfying the following relational expression 2.

[관계식 2][Relationship 2]

1.05 ≤ F-ASC-2/N-ASC-21.05 ≤ F-ASC-2 / N-ASC-2

(상기 관계식 2에서, 상기 F-ASC-2는 750℃ 운전조건에서 측정한 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 최대출력밀도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 F-ASC-1과 동일한 운전조건으로 측정하되 상기 YSZ 프레임(110)이 없는 다른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 최대출력밀도이다.) (In the relational expression 2, the F-ASC-2 is the maximum output density of the flat cell unit 1000 for the solid oxide fuel cell measured at 750 ° C operating conditions, and the N-ASC-2 is the F-ASC- It is measured under the same operating conditions as 1, but is the maximum output density of the flat type single cell 1000 for another solid oxide fuel cell without the YSZ frame 110.)

즉, 본 발명에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)는 상기 관계식 2를 만족함에 따라, 최대출력밀도가 향상된 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)를 제공하는 효과가 있다. That is, the flat-type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to the present invention has an effect of providing a flat-type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell with an improved maximum output density, in accordance with the relational expression (2).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)에 있어, 상기 YSZ 프레임(110)은 상기 연료극 지지체(100) 내부에 상기 공기극(300)의 면적에 해당하는 부위에만 삽입되어 상기 공기극(300)과 동일한 평면크기를 가질 수 있다. On the other hand, in the flat type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, the YSZ frame 110 is a portion corresponding to the area of the cathode 300 inside the anode support 100 It may be inserted only to have the same plane size as the air cathode 300.

또한, 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)는 상기 YSZ 프레임(100)의 형상이 반영되지 않는 전해질막(200)의 표면 테두리에 스크린 프린팅 공정을 이용하여 글라스 밀봉제(g)가 인쇄된 것일 수 있다. In addition, the flat cell unit 1000 for the solid oxide fuel cell is printed with a glass sealant (g) using a screen printing process on the edge of the surface of the electrolyte membrane 200 in which the shape of the YSZ frame 100 is not reflected. It may have been done.

이에 따라, 고강도 육각 벌집구조의 YSZ 프레임은 공기극 면적에 해당하는 부위에만 삽입되기 때문에, 상기 YSZ 프레임이 적용되지 않은 부위는 높은 평탄도가 확보되어 스크린 프린팅 공정으로 용이하게 글라스 밀봉제(g)가 인쇄될 수 있다. 육각 벌집구조의 YSZ 프레임이 적용되고 또한 스크린 프린팅 공정으로 글라스 밀봉제가 인쇄된 단전지를 이용함으로써, 조립된 스택의 구동 평가를 통해 셀들은 높은 개회로전압(OCV: Open Circuit Voltage)를 나타내어 스택의 밀봉 처리가 잘 이루어질 수 있다. Accordingly, since the YSZ frame of the high-strength hexagonal honeycomb structure is inserted only in the portion corresponding to the area of the cathode, a high flatness is secured in the portion to which the YSZ frame is not applied, and the glass sealing agent (g) is easily used by the screen printing process Can be printed. By using a single cell with a hexagonal honeycomb structured YSZ frame applied and a glass sealant printed by a screen printing process, the cells exhibit a high open circuit voltage (OCV) through the evaluation of driving the assembled stack to seal the stack. The treatment can be done well.

구체적인 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는, 실제 스택에 탑재되어 작동온도 750℃, 전류밀도 0.4A/cm2, 공기이용률 및 연료이용률이 각각 30%인 구동조건에서 출력밀도가 0.3 W/cm2 이상의 성능을 가질 수 있다. As a specific example, the flat-type unit cell for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention is mounted on an actual stack and operates at an operating temperature of 750 ° C, a current density of 0.4 A / cm 2 , an air utilization rate and a fuel utilization rate of 30% each. Under conditions, the power density may have a performance of 0.3 W / cm 2 or more.

이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, for the detailed description of the present invention, the following examples will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

YSZYSZ 프레임 제조 Frame manufacturer

YSZ 프레임(110) 막 적용을 위해서 테입캐스팅(tape casting) 공정을 이용하여 3YSZ 프레임 막을 제조하였다. 테입캐스팅 공정에 사용된 3YSZ 분말은 비표면적이 10~15 m2/g 정도로 제어된 분말을 적용하였고, 테입캐스팅을 위한 슬러리 조성은 wt%로서 하기 표 1에 수록하였다. For the application of the YSZ frame 110 film, a 3YSZ frame film was manufactured using a tape casting process. The 3YSZ powder used in the tape casting process applied a powder having a specific surface area of about 10-15 m 2 / g, and the slurry composition for tape casting was listed in Table 1 as wt%.

PowderPowder EthanolEthanol TolueneToluene BinderBinder P/BP / B Viscosity(cp)Viscosity (cp) 47.347.3 7.387.38 29.5329.53 15.7715.77 3.03.0 287287

상기 표 1에서, P/B는 Powder 및 Binder의 비율로서 Powder/Binder 이다. In Table 1, P / B is Powder / Binder as the ratio of Powder and Binder.

테입캐스팅으로 제작된 3YSZ 그린시트(green sheet)는 폭이 150㎜, 두께가 35㎛로 제어되었으며 레이저 절단기를 이용하여 단위셀(111)은 A=8㎜, A/B=2가 되도록 가공하였으며, 상기 YSZ 프레임(110)의 가로 및 세로의 길이는 10㎝ 되도록 성형하여 YSZ 프레임(110) 그린시트를 제조하였다.The 3YSZ green sheet produced by tape casting was controlled to be 150 mm wide and 35 µm thick, and was processed so that the unit cell 111 was A = 8 mm and A / B = 2 using a laser cutting machine. , The horizontal and vertical lengths of the YSZ frame 110 were molded to be 10 cm to prepare a green sheet for the YSZ frame 110.

F-F- ASCASC 및 N- And N- ASCASC 제조 Produce

상기 YSZ 프레임을 연료극 지지체(100) 내부에 삽입하기 위하여, 상술한 연료극 지지체(100), YSZ 프레임(110), 연료극(150) 및 전해질막(200)에 해당하는 그린시트를 준비하였다. To insert the YSZ frame into the anode support 100, green sheets corresponding to the above-described anode support 100, the YSZ frame 110, the anode 150, and the electrolyte membrane 200 were prepared.

상세하게, 상기 YSZ 프레임(110) 그린시트를 두 장의 연료극 지지체(100) 그린시트 사이에 삽입시킨 다음, 상기 연료극 지지체(100) 상부에 연료극(150) 그린시트, 전해질막(200) 그린시트를 순차로 배치하였다. 이후, 70℃의 온도 및 및 45MPa의 압력조건에서 열간 정수압 성형을 통해 압착하여 전해질막/연료극/연료극 지제체 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체를 1360℃, 6시간 동안 대기중에서 동시에 소결하여 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체(이하 'F-ASC 소결체'라고 함)를 제조하였다. In detail, the green sheet of the YSZ frame 110 is inserted between two green sheets of the anode support 100, and then the anode 150 green sheet and the electrolyte membrane 200 green sheet are placed on the anode support 100. They were placed sequentially. Subsequently, it was compressed through hot hydrostatic molding at a temperature of 70 ° C. and a pressure of 45 MPa to prepare an electrolyte membrane / anode / electrode support body molded body. The prepared molded body was sintered simultaneously in the air for 1360 ° C. for 6 hours to prepare an electrolyte membrane / anode / electrode support body sintered body (hereinafter referred to as an “F-ASC sintered body”).

다음으로, 제조된 소결체를 약 직경 20㎜의 원판형 디스크로 가공하였다. 가공된 원판형 디스크의 전해질막(200)의 중앙 표면에 스크린프린팅 공정을 이용하여 직경 10㎜의 반응 방지막(250)을 코팅하고 1200℃에서 1시간 동안 열처리하였다.Next, the prepared sintered body was processed into a disk-shaped disc having a diameter of about 20 mm. A reaction preventing film 250 having a diameter of 10 mm was coated on the center surface of the electrolyte membrane 200 of the processed disk-shaped disk using a screen printing process and heat-treated at 1200 ° C for 1 hour.

최종적으로 반응 방지막(250)의 표면 중앙에 공기극(300)을 스크린프린팅 공정을 이용하여 코팅하고 1050℃에서 1시간 동안 열처리하여 YSZ 프레임(110)이 적용된 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)인 F-ASC를 제조하였다.Finally, the cathode electrode 300 for the solid oxide fuel cell applied with the YSZ frame 110 is coated by coating the cathode 300 on the center of the surface of the reaction preventing film 250 using a screen printing process and heat treatment at 1050 ° C for 1 hour. Phosphorus F-ASC was prepared.

단, N-ACS는 상기 YSZ 프레임이 없는 연료극 지지체(100)를 배치한 것을 제외하고는 상기 F-ASC의 제조공정과 동일한 공정으로 제조하였다. However, N-ACS was manufactured in the same process as the manufacturing process of the F-ASC, except that the anode support 100 without the YSZ frame was disposed.

(평가예)(Evaluation example)

기계적 강도 평가Mechanical strength evaluation

상기 실시예에서 제조된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체에 대한 굽힘강도를 측정한 후, 도 6 및 도 7에 각각 도시하였다. 단, 도 6 및 도 7에서 F-ASC 소결체는 YSZ 프레임(110)이 적용된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체이고, N-ACS 소결체는 YSZ 프레임(110)이 적용되지 않은 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 의미한다. After measuring the bending strength for the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body prepared in the above embodiment, it is shown in FIGS. 6 and 7, respectively. However, in FIG. 6 and FIG. 7, the F-ASC sintered body is an electrolyte membrane / electrode / anode body sintered body to which the YSZ frame 110 is applied, and the N-ACS sintered body is an electrolyte membrane / fuel electrode / to which the YSZ frame 110 is not applied. It means the anode paper body sintered body.

도 6은 상기 실시예에서 제조된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체에 대하여 굽힘강도를 측정한 결과이다. 상세하게, 도 6은 상기 실시예에서 제조된 전해질막/연료극/연료극 지제체 성형체를 1360 ℃, 6 시간 동안 대기중에서 동시에 소결하여 제조된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체에 대하여 굽힘강도를 측정한 결과이다. 도 6을 참조하면, N-ACS 소결체는 약 260 MPa이나, 상기 YSZ 프레임(110)이 삽입된 F-ASC 소결체는 약 305 MPa로 약 17% 증가한 것을 알 수 있다. 6 is a result of measuring the bending strength of the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body prepared in the above embodiment. In detail, FIG. 6 measures the bending strength of the electrolyte membrane / electrode / electrode electrode body sintered body prepared by simultaneously sintering the electrolyte membrane / electrode / electrode body formed body prepared in the above embodiment in the air for 1360 ° C. for 6 hours. One result. Referring to FIG. 6, it can be seen that the N-ACS sintered body is about 260 MPa, but the F-ASC sintered body into which the YSZ frame 110 is inserted is increased by about 17% to about 305 MPa.

도 7은 상기 실시예에서 제조된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 굽힘강도를 측정한 결과이다. 도 7을 참조하면, N-ACS 소결체는 약 120 MPa이나, YSZ 프레임이 삽입된 F-ASC 소결체는 약 165 MPa로 약 37% 증가한 것을 알 수 있다. 도 7에 보는 바와 같이, 상기 YSZ 프레임(110)이 상기 연료극 지지체(100) 내부에 삽입된 F-ACS 소결체는 실제 연료극(150)과 연료극 지지체(100)가 환원처리된 상태, 즉 실제 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)의 작동상태에서 보다 높은 기계적 강도의 향상을 보여주는 것을 알 수 있다. 7 is a result of measuring the bending strength after reducing the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body prepared in the above embodiment in a reducing atmosphere at 750 ℃ for 4 hours. Referring to FIG. 7, it can be seen that the N-ACS sintered body was about 120 MPa, but the F-ASC sintered body into which the YSZ frame was inserted was increased by about 37% to about 165 MPa. As shown in FIG. 7, the F-ACS sintered body in which the YSZ frame 110 is inserted into the anode support 100 is a state in which the actual anode 150 and the anode support 100 are reduced, that is, an actual solid oxide. It can be seen that it shows a higher mechanical strength improvement in the operating state of the flat cell unit 1000 for a fuel cell.

산화환원(Redox RedoxRedox ) 성능 평가) Performance evaluation

상기 실시예에서 제조된 고체산화물연료전지용 평판형 단전지(1000)에 대한 산화환원 성능 평가를 수행한 후, 도 8에 도시하였다. After performing the redox performance evaluation for the flat-type single cell 1000 for a solid oxide fuel cell prepared in the above embodiment, it is illustrated in FIG. 8.

상세하게, 도 8은 상기 실시예에서 제조된 F-ASC 및 N-ASC를 각각 750℃에서 구동평가 후 비교한 전류-전압-출력밀도(I-V-P) 곡선이다. 도 8에 보는 바와 같이, YSZ 프레임(110)이 적용되지 않은 N-ASC는 최대출력밀도가 1.06W/cm2인 반면에, YSZ 프레임(110)이 적용된 F-ASC의 최대출력밀도는 1.12W/cm2로서, 상술한 관계식 2를 만족하는 것을 확인하였다. In detail, FIG. 8 is a current-voltage-output density (IVP) curve obtained by comparing the F-ASC and N-ASC prepared in the above example after driving evaluation at 750 ° C. As shown in FIG. 8, the maximum output density of the N-ASC without the YSZ frame 110 is 1.06 W / cm 2 , while the maximum output density of the F-ASC with the YSZ frame 110 is 1.12 W. As / cm 2 , it was confirmed that the above-described relational expression 2 was satisfied.

미세조직 평가Microstructure evaluation

상기 실시예에서 제조된 F-ASC 소결체 및 N-ASC 소결체에 대한 미세조직을 주사전자현미경을 통해 평가하였다. The microstructures of the F-ASC sintered body and the N-ASC sintered body prepared in the above example were evaluated through a scanning electron microscope.

도 9는 상기 연료극 지지체(100)의 파단면을 측정한 SEM 사진으로서, 상기 F-ASC 소결체를 강도평가한 후 파단된 상태를 나타낸다. 도 9에 보는 바와 같이, 상기 연료극 지지체(100) 내부에 약 30㎛ 정도의 두께를 갖는 YSZ 프레임 막을 확인할 수 있다. 9 is a SEM photograph of the fracture surface of the anode support 100, and shows the fractured state after strength evaluation of the F-ASC sintered body. As shown in FIG. 9, an YSZ frame film having a thickness of about 30 μm can be confirmed inside the anode support 100.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질막의 표면을 관찰한 SEM 사진으로서, 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 2시간 동안 환원한 후 대기분위기에서 750℃에서 2시간 재산화하는 공정을 일 단위공정으로 하여 상기 단위공정을 4회 반복한 후에 전해질막의 표면을 관찰한 SEM 사진이다. 도 10에 보는 바와 같이, YSZ 프레임(110)이 적용되지 않은 전해질막/연료극/연료극 지지체 소결체(N-ASC 소결체)의 전해질막(200)의 표면에서 상대적으로 많은 균열 발생이 이루어졌음을 확인할 수 있는 사진이다.10 is a SEM image of the surface of the electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention, after reducing the electrolyte membrane / anode / anode body sintered body in a reducing atmosphere at 750 ℃ for 2 hours, 2 at 750 ℃ in the atmosphere This is a SEM photograph of the surface of the electrolyte membrane observed after repeating the unit process four times using the time re-oxidizing process as a unit process. As shown in FIG. 10, it can be confirmed that relatively many cracks occurred on the surface of the electrolyte membrane 200 of the electrolyte membrane / electrode / electrode support sintered body (N-ASC sintered body) to which the YSZ frame 110 was not applied. It is a photograph.

또한, 본 발명에서 도출된 F-ASC는 육각 벌집구조형 3YSZ 프레임을 연료극 지지체 전체에 적용하지 않고 공기극 면적에 해당하는 부분에만 적용함을 특징으로 한다. 이러한 이유는 F-ASC의 테두리(즉, YSZ 프레임의 형상이 반영되지 않는 전해질막의 표면 테두리)에 직접 글라스 밀봉제를 코팅하기 위함이다.In addition, the F-ASC derived from the present invention is characterized in that the hexagonal honeycomb structured 3YSZ frame is not applied to the entire anode support, but only to the portion corresponding to the cathode area. The reason for this is to coat the glass sealant directly on the edge of the F-ASC (ie, the edge of the electrolyte membrane that does not reflect the shape of the YSZ frame).

본 발명에서는 F-ASC 및 금속 분리판에 글라스 밀봉제를 직접 스크린 프린팅 공정으로 인쇄하였다. 도 11, 도 12 및 도 5는 각각 글라스 밀봉제가 인쇄된 셀 프레임, 금속 분리판 및 F-ASC에 대한 사진이며 각각 5장씩 연속 적층하여 스택으로 구성하였다(도 13 참조). 셀 프레임, 금속 분리판 및 F-ASC이 적층된 실제 스택은 전기로 내에서 승온되었고 850℃에서 30분간 글라스 밀봉처리를 마친 후 다시 750℃로 온도를 내려 공기와 수소를 공급하면서 스택의 성능을 확인하였다.In the present invention, the glass sealant was directly printed on the F-ASC and the metal separator by a screen printing process. 11, 12, and 5 are photographs of a cell frame, a metal separator, and an F-ASC on which a glass sealant is printed, and were stacked by stacking 5 sheets each (see FIG. 13). The actual stack of cell frames, metal separators, and F-ASC stacked was heated in an electric furnace, and after 30 minutes of glass sealing at 850 ° C, the temperature was reduced to 750 ° C again to supply air and hydrogen to improve the stack performance. Confirmed.

도 14는 전류밀도(A/cm2)에 따른 각각의 F-ASC에 대한 전압과 출력밀도(W/cm2)를 도시한 결과이며 셀들의 평균 OCV(open circuit voltage)가 거의 1.2V에 근접하였고 이는 스택의 밀봉처리가 완벽하게 이루어졌음을 나타낸다. 따라서 글라스 밀봉제가 인쇄된 F-ASC는 스택 적용에 문제가 없음을 확인할 수 있다. (도 14 및 도 15에서, Ua와 Uf는 각각 Ua는 공기이용률, Uf는 연료이용률을 의미한다) FIG. 14 shows the voltage and output density (W / cm 2 ) for each F-ASC according to the current density (A / cm 2 ), and the average open circuit voltage (OCV) of the cells is close to 1.2 V. This indicates that the stack was completely sealed. Therefore, it can be confirmed that the F-ASC printed with the glass sealant had no problem in stack application. (In FIG. 14 and FIG. 15, U a and U f are respectively U a is air utilization rate, U f is fuel utilization rate)

도 15는 상기 실시예에서 제조된 각각의 F-ASC를 실제 스택에 탑재한 후 측정한 스택의 출력 및 효율을 나타낸 자료로서, 전류밀도 및 연료이용률의 변화에 따른 스택의 출력 및 효율을 나타낸 자료이다. 도 15에 보는 바와 같이, 전류밀도가 높아질수록 스택의 출력은 거의 비례하여 증가함을 보여준다. 또한 동일한 전류밀도에서는 연료이용률이 증가할수록 출력은 다소 낮아지지만 스택의 효율은 크게 증가함을 확인할 수 있다.15 is a data showing the output and efficiency of the stack measured after mounting each F-ASC manufactured in the above embodiment in the actual stack, the data showing the output and efficiency of the stack according to the change in the current density and fuel utilization rate to be. As shown in Fig. 15, it is shown that as the current density increases, the output of the stack increases almost proportionally. Also, at the same current density, it can be seen that as the fuel utilization rate increases, the output decreases somewhat, but the efficiency of the stack increases significantly.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, in the present invention, it has been described by specific matters and limited embodiments and drawings, which are provided to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Various modifications and variations are possible from those skilled in the art to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the spirit of the invention. .

110 : YSZ 프레임 111: 단위 프레임
100 : 연료극 지지체 150 : 연료극
200 : 전해질막 250 : 반응방지막
300 : 공기극 1000 : 고체산화물연료전지용 평판형 단전지110: YSZ frame 111: unit frame
100: anode support 150: anode
200: electrolyte membrane 250: reaction prevention membrane
300: cathode 1000: flat type single cell for solid oxide fuel cell

Claims (7)

기계적 강도 및 산화환원 안정성을 향상시키기 위해서 육각형상의 벌집구조를 갖는 YSZ 프레임을 연료극 지지체 내부에 삽입시켜 공기극의 활성면적을 증가시키는 것을 특징으로 하며,
상기 연료극 지지체 테두리에는 YSZ 프레임이 삽입되지 않고, 연료극 지지체 내부에 상기 공기극의 면적에 해당하는 부위에만 삽입되어 상기 공기극과 동일한 평면크기를 가지며,
상기 YSZ 프레임은 하기 i) 내지 iii)을 만족하는 단위 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
i) A = 6 내지 12 ㎜
ii) A/B = 1.5 내지 2
iii) t = 35 내지 40 ㎛
(상기 A는 상기 단위 프레임의 피치(pitch)이고, 상기 B는 상기 단위 프레임의 기공크기이고, 상기 t는 상기 단위 프레임의 두께이다.)
In order to improve the mechanical strength and redox stability, an YSZ frame having a hexagonal honeycomb structure is inserted into the anode support to increase the active area of the cathode,
An YSZ frame is not inserted into the anode support rim, and is inserted only into a portion corresponding to the area of the cathode inside the anode support to have the same plane size as the cathode,
The YSZ frame is a flat-type unit cell for a solid oxide fuel cell, comprising a unit frame satisfying the following i) to iii).
i) A = 6 to 12 mm
ii) A / B = 1.5 to 2
iii) t = 35 to 40 μm
(The A is the pitch of the unit frame, the B is the pore size of the unit frame, and the t is the thickness of the unit frame.)
제 1항에 있어서,
상기 YSZ 프레임은 3 내지 8 mol% Y2O3가 고용된 YSZ로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
According to claim 1,
The YSZ frame is a flat cell for a solid oxide fuel cell, characterized in that 3 to 8 mol% Y 2 O 3 is made of solid-state YSZ.
삭제delete 제 1항에 있어서,
하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
[관계식 1]
1.3 ≤ F-ASC-1/N-ASC-1
(상기 관계식 1에서, 상기 F-ASC-1는 상기 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 YSZ 프레임이 없는 연료극 지지체 상부에 연료극 및 전해질막이 순차적으로 배치된 다른 전해질막/연료극/연료극 지제체 소결체를 환원분위기에서 750℃에서 4시간 환원처리한 후에 측정한 굽힘강도이다.)
According to claim 1,
A flat-type single cell for a solid oxide fuel cell, which satisfies the following relational expression 1.
[Relationship 1]
1.3 ≤ F-ASC-1 / N-ASC-1
(In the relational expression 1, the F-ASC-1 was measured after 4 hours reduction treatment at 750 ° C. in a reducing atmosphere of the electrolyte membrane / electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane were sequentially disposed on the anode support. The bending strength is the N-ASC-2, and the other electrolyte membrane / electrode / electrode membrane sintered body in which the anode and the electrolyte membrane are sequentially disposed on the anode support without the YSZ frame is reduced for 4 hours at 750 ° C in a reducing atmosphere. It is the bending strength measured later.)
제 1항에 있어서,
하기 관계식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
[관계식 2]
1.05 ≤ F-ASC-2/N-ASC-2
(상기 관계식 2에서, 상기 F-ASC-2는 750℃ 운전조건에서 측정한 상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이고, 상기 N-ASC-2는 상기 F-ASC-1과 동일한 운전조건으로 측정하되 상기 YSZ 프레임이 없는 다른 고체산화물연료전지용 평판형 단전지의 최대출력밀도이다.)
According to claim 1,
A flat-type single cell for a solid oxide fuel cell, which satisfies the following relational expression 2.
[Relationship 2]
1.05 ≤ F-ASC-2 / N-ASC-2
(In the relational expression 2, the F-ASC-2 is the maximum output density of the flat-type single cell for the solid oxide fuel cell measured at 750 ° C operating conditions, and the N-ASC-2 is the same as the F-ASC-1. It is measured under the operating conditions, but it is the maximum output density of the flat cell for other solid oxide fuel cells without the YSZ frame.)
제 1항에 있어서,
상기 고체산화물연료전지용 평판형 단전지는 상기 YSZ 프레임의 형상이 반영되지 않는 전해질막의 표면 테두리에 스크린 프린팅 공정을 이용하여 글라스 밀봉제가 인쇄된 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
According to claim 1,
The flat cell for a solid oxide fuel cell is a flat cell for a solid oxide fuel cell, characterized in that a glass sealant is printed using a screen printing process on the surface edge of the electrolyte membrane that does not reflect the shape of the YSZ frame.
제 6항에 있어서,
실제 스택에 탑재되어 작동온도 750℃, 전류밀도 0.4 A/cm2, 공기이용률 및 연료이용률이 각각 30%인 구동조건에서 출력밀도가 0.3 W/cm2 이상의 성능을 갖는 것을 특징으로 하는 고체산화물연료전지용 평판형 단전지.
The method of claim 6,
It is mounted on the actual stack and has an operating density of 750 ° C, a current density of 0.4 A / cm 2 , an air density and a fuel utilization rate of 30% each, and has a power density of 0.3 W / cm 2 or higher in driving conditions. Flat cell for batteries.
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