KR20060024244A - Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell - Google Patents
Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060024244A KR20060024244A KR1020040073137A KR20040073137A KR20060024244A KR 20060024244 A KR20060024244 A KR 20060024244A KR 1020040073137 A KR1020040073137 A KR 1020040073137A KR 20040073137 A KR20040073137 A KR 20040073137A KR 20060024244 A KR20060024244 A KR 20060024244A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fuel cell
- solid oxide
- oxide fuel
- sintering
- unit cell
- Prior art date
Links
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 35
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005467 ceramic manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- RJBSIFOTJSUDHY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Fe+2].[Co+2].[Sr+2].[La+3] Chemical compound [O-2].[Fe+2].[Co+2].[Sr+2].[La+3] RJBSIFOTJSUDHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YMVZSICZWDQCMV-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Mn+2].[Sr+2].[La+3] Chemical compound [O-2].[Mn+2].[Sr+2].[La+3] YMVZSICZWDQCMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- MEDQXCHEIFIIMF-UHFFFAOYSA-N magnesium strontium gadolinium(3+) lanthanum(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2].[Gd+3].[Sr+2].[La+3].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2] MEDQXCHEIFIIMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000968352 Scandia <hydrozoan> Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- XGPJPLXOIJRLJN-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Sr].[La] Chemical compound [Mn].[Sr].[La] XGPJPLXOIJRLJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- HJGMWXTVGKLUAQ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);scandium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sc+3].[Sc+3] HJGMWXTVGKLUAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
- H01M4/8885—Sintering or firing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
본 발명은 고체산화물 연료전지 조성물의 소결방법에 관한 것으로, 음극 층과 전해질 층, 양극 층의 순차적 조합에 의해 구성되는 고체산화물 연료전지(SOFC)용 단위 셀을 통상적인 세라믹스 제조공정에 따라 성형하고 소결하여 소결체로 제조하는 방법에 있어서, The present invention relates to a sintering method of a solid oxide fuel cell composition, wherein a unit cell for a solid oxide fuel cell (SOFC) formed by a sequential combination of a cathode layer, an electrolyte layer, and an anode layer is molded according to a conventional ceramic manufacturing process. In the method of sintering and manufacturing into a sintered body,
상기 고체산화물 연료전지용 단위 셀을 지르코니아 또는 탄화규소계 단열재로 내부를 둘러 싼 반응기 내부에 위치시키고, 그 반응기에서 극초단파를 일정시간 가하는 것으로 이루어진다.The unit cell for the solid oxide fuel cell is positioned inside a reactor surrounded by zirconia or silicon carbide-based insulation, and microwaves are applied for a predetermined time in the reactor.
상기와 같은 본 발명은 공정시간의 단축과 에너지비용의 절감 효과를 가져오게 될 뿐만 아니라 소결중 성형체에 발생할 수 있는 열 충격의 위험도 제거하고 아울러 급속 소결의 효과인 소결체의 입자크기가 작음으로 인하여 여러가지 물성의 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention not only reduces the process time and reduces the energy cost, but also eliminates the risk of thermal shock that may occur in the molded body during sintering, and also due to the small particle size of the sintered compact, which is an effect of rapid sintering. There is an effect that can contribute to the improvement of physical properties.
고체산화물 연료전지, 단위 셀, 급속 소결, 극초단파 Solid oxide fuel cell, unit cell, rapid sintering, microwave
Description
도 1은 본 발명의 연료전지 조성물을 소결하기 위한 장치구성의 개략도,1 is a schematic diagram of a device configuration for sintering a fuel cell composition of the present invention;
도 2는 본 발명의 장치에 극초단파를 가하여 주었을 때 성형체의 온도상승 과정을 측정한 그래프.Figure 2 is a graph measuring the temperature rise process of the molded article when the microwave is applied to the apparatus of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
11 : 성형체 12 : 반응기11 molded
13 : 단열재 13: heat insulation
본 발명은 고체산화물 연료전지용 단위 셀 소결방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 단위 셀을 소결할 때 효율적으로 급속히 승온 하면서도 시편에 가해질 수 있는 열 충격과 불 균일 소결의 위험을 제거하여 공정시간의 단축과 에너지비용의 절감을 통한 보다 경제성이 우수한 고체산화물 연료전지(SOFC) 단위 셀의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 단위 셀 제공하고자 하는 것이다. The present invention relates to a unit cell sintering method for a solid oxide fuel cell, and more particularly, a thermal shock and non-uniform sintering that can be applied to a specimen while rapidly raising the temperature efficiently when sintering a unit cell of a solid oxide fuel cell (SOFC). The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid oxide fuel cell (SOFC) unit cell, which is more economical, by shortening the process time and reducing energy costs by eliminating the risk of the present invention.
고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell: SOFC)의 단위 셀(Unit Cell)을 구성하는 음극, 전해질, 양극조성물의 소결방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 짧은 시간에 경제적인 방법으로 연료전지 단위 셀의 소결체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sintering method of a negative electrode, an electrolyte, and a positive electrode composition constituting a unit cell of a solid oxide fuel cell (SOFC), and more specifically, to a fuel cell unit cell in an economical manner in a short time. It relates to a method for producing a sintered compact.
통상 연료전지라 함은 수소나 천연가스 등의 연료를 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 장치로서 높은 효율과 무공해, 무 소음 등의 특성으로 인하여 미래의 주요한 에너지 기술의 하나로 인식되고 있다. 연료전지에는 여러 가지 종류가 있는데 이 중 고체산화물 연료전지(SOFC)는 그 전해질로서 고체산화물인 지르코니아 세라믹스(ZrO2)나 세리아(CeO2) 또는 란타늄-스트론튬-가돌리늄-마그네슘 산화물(LSGM)을 사용하는 것을 지칭한다.(이때 상기의 고체산화물들은 고온에서의 열적 안정성과 이온 전도성을 향상시키기 위한 목적으로 통상 이트리아(Y2O3), 세리아(CeO2 ), 스칸디아(Sc2O3) 산화가돌리늄(Gd2O3) 등의 안정화제를 적당량 함유하고 있다.) 고체산화물 연료전지(SOFC)의 단위 셀은 상기의 고체 전해질들을 가운데 두고 한쪽 면에는 음극 재료를 그리고 다른 쪽 면에는 양극 재료를 부착한 형태로 만들어 진다. 통상적인 음극재료로서는 산화니켈(NiO)과 안정화 지르코니아의 혼합물이 사용되고 있으며, 양극 재료로서는 란타늄-스트론튬-망간 산화물(LSM)이나 또는 란타늄-스트론튬-코발트-철 산화물(LSCF) 등이 사용되고 있다.A fuel cell is a device that generates electricity by reacting fuel such as hydrogen or natural gas with oxygen, and is recognized as one of the main energy technologies of the future because of its high efficiency, pollution-free, and noise-free characteristics. There are many types of fuel cells, among which solid oxide fuel cells (SOFC) use zirconia ceramics (ZrO 2 ), ceria (CeO 2 ) or lanthanum-strontium-gadolinium-magnesium oxide (LSGM) as solid electrolytes. (The above solid oxides are usually yttria (Y 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), Scandia (Sc 2 O 3 ) oxidation for the purpose of improving thermal stability and ionic conductivity at high temperature. It contains an appropriate amount of stabilizer such as gadolinium (Gd 2 O 3 ).) The unit cell of a solid oxide fuel cell (SOFC) has the above-mentioned solid electrolytes in the center and a cathode material on one side and an anode material on the other side. Made in attached form. As a conventional cathode material, a mixture of nickel oxide (NiO) and stabilized zirconia is used, and lanthanum-strontium-manganese oxide (LSM), lanthanum-strontium-cobalt-iron oxide (LSCF), or the like is used as the anode material.
종래의 고체산화물 연료전지(SOFC)의 단위 셀 제조방법으로는 먼저 적당한 두께(약 200㎛ 내외)의 치밀한 전해질 소결체를 통상적인 로에서 소결하여 제조한 뒤 한쪽 면에는 음극 재료를 그리고 다른 쪽 면에는 양극 재료를 코팅하여 열처리함으로써 제작하는 방법도 있고, 또, 다른 방법으로는 먼저 음극 재료(NiO와 지르코니아 분말의 혼합체)를 통상적인 세라믹스 성형공정에 따라 적당한 두께(약 1mm 내외)로 성형하고 상대적 저온(통산 1300 - 1400℃)에서 1차 소결하여 예비 소결체로 제작한 뒤, 그 위에 고체산화물인 전해질을 통상적인 세라믹스 코팅 방법(슬러리 코팅이나 스프레이 코팅 등)으로 얇게(약 5 - 20㎛ 내외) 코팅한 뒤 소결로에서 분당 10oC 이하의 느린 속도로 승온하여 1400-1500oC 의 온도구간에서 1 - 5시간 유지하는 방법으로 2차 소결을 행하고, 다시 상기의 전해질 층의 윗면에 양극재료(LSM이나 LSCF 등)를 코팅하고 상기와 유사한 방법으로 3차 소결을 행하여 소결체로 제작하는 방법이 알려져 있다.In the conventional method of manufacturing a unit cell of a solid oxide fuel cell (SOFC), first, a dense electrolyte sintered body of a suitable thickness (about 200 μm) is manufactured by sintering in a conventional furnace, and then a cathode material is formed on one side and a cathode on the other side. There is also a method of manufacturing by coating and heat treatment of the positive electrode material. Another method is to first form the negative electrode material (mixture of NiO and zirconia powder) to a suitable thickness (about 1mm or so) according to a conventional ceramic molding process and to relatively low temperature. After primary sintering at (1300-1400 ℃ in total) to form a pre-sintered body, a thin oxide (about 5-20 µm) is coated on the electrolyte, which is a solid oxide, by a conventional ceramic coating method (such as slurry coating or spray coating). After sintering, the secondary sintering was carried out by raising the temperature at a slow rate of 10 o C or less per minute and maintaining it for 1 to 5 hours at a temperature range of 1400-1500 o C. In addition, a method of coating a cathode material (LSM, LSCF, etc.) on the upper surface of the electrolyte layer and performing a third sintering by a method similar to the above is known to produce a sintered body.
그러나, 상기의 고체산화물 연료전지(SOFC) 단위 셀의 소결체 제조방법은 세 번의 소결 과정을 거칠 뿐만 아니라 그 각각의 소결 공정시간이 최소한 5시간 이상으로 오래 걸린다는 문제점과 고온에서의 장시간 열처리에 따른 에너지 비용이 많이 든다는 단점을 갖고 있다.However, the method of manufacturing a sintered compact of a solid oxide fuel cell (SOFC) unit cell is not only subjected to three sintering processes but also takes a long time of at least 5 hours for each sintering process and a long heat treatment at a high temperature. It has the disadvantage of high energy cost.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일부 연구자들은 상기의 음극재와 전해질을 한 번의 소결 공정에서 동시에 소결한 뒤 양극재 만을 별도의 공정에서 소결하거나 또는 음극재와 전해질 그리고 양극재를 순차적으로 코팅한 뒤 그 모두를 한 번의 소결 공정에서 소결하는 동시 소결(Co-firing) 공정 기술의 개발에 노력하고 있다.(학술대회 발표자료: 9th Asian Conference on Solid State Ionics, Jeju, Korea, 2004.6.6-11) 그러나 이러한 동시 소결 공정에서도 문제점은 남아 있는데 연료전지 단위 셀 조성물들의 두께가 매우 얇기 때문에 열충격에 의한 파괴나 단위 셀의 각 부분별 소결속도의 차이(즉 불균일 소결)에 의한 휨이나 찌그러짐 현상에 의한 불량을 방지하기 위하여 승온 속도를 최대 분당 10℃ 이하(통상은 분당 3℃ 이하)로 느리게 할 수밖에 없어서 총 소결공정 시간이 최소 5시간 이상(통상은 10시간 이상)으로 오래 걸린다는 문제점은 남게 되는 것이다.In order to solve this problem, some researchers sinter the negative electrode material and the electrolyte at the same time in one sintering process and then sinter only the positive electrode material in a separate process, or after coating the negative electrode material, the electrolyte and the positive electrode material sequentially We are working on the development of co-firing process technology that sinters in one sintering process. (Academic Conference Presentation: 9th Asian Conference on Solid State Ionics, Jeju, Korea, 2004.6.6-11) The problem remains even in the simultaneous sintering process. Since the thickness of the fuel cell unit cell compositions is very thin, defects due to warpage or crushing due to breakage due to thermal shock or difference in sintering speed of each part of the unit cell (that is, uneven sintering) are prevented In order to reduce the temperature, the temperature increase rate should be slowed down to a maximum of 10 ° C / min (usually 3 ° C / min or less). The longer it takes at least five hours in the (usually over 10 hours) is a problem that will remain.
한편, 지르코니아나 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹스에서는 급속소결의 방법이 알려져 있다.(예: J.Br.Ceram.Soc., Vol. 80, p147) 급속 소결이라 함은 세라믹스 성형체를 소결할 때 통상적인 승온 속도보다 훨씬 빠른 속도(대략 분당 50oC 이상)로 승온하여 고온에서 짧은 시간 소결함으로써 공정시간의 단축과 에너지 비용의 절감을 도모하는 것이다. 이러한 급속 소결이 유용한 이유는 통상 세라믹스 분말 성형체를 소결할 때 승온 도중의 상대적 저온영역(예를 들면 알루미나 및 지르코니아의 경우 약 800-1200℃ 구간)에서 과도한 입성장이 일어나서 소결 구동력을 감소시키게 되는 바, 이 저온영역을 빠르게 지나갈수록 즉 승온 속도가 빠를수록 소결 구동력의 감소가 적어지게 된다는데 기인한다. On the other hand, a method of rapid sintering is known in ceramics such as zirconia and alumina (Al 2 O 3 ). (E.g. J.Br.Ceram.Soc., Vol. 80, p147) Rapid sintering is used to sinter ceramic shaped bodies. When heated to a speed much faster than the usual heating rate (approximately 50 o C / min) and sintered at high temperature for a short time, the process time and energy cost are reduced. The reason why such rapid sintering is useful is that when sintering ceramic powder compacts, excessive grain growth occurs in a relatively low temperature region (for example, about 800-1200 ° C in the case of alumina and zirconia) during sintering, thereby reducing the sintering driving force. This is because the faster the temperature passes through the low temperature region, that is, the faster the temperature increase rate, the smaller the decrease in the sintering driving force.
다시 설명하면 승온 속도가 빠른 경우가 승온 속도가 느린 경우보다 최종 소결 온도에 도달한 직후의 소결 구동력이 크므로 치밀한 소결체를 얻는데 필요한 소결 유지시간도 더 짧게 되는 것이다. 또한 급속 소결 방법의 또 다른 장점으로는 소결 도중의 입성장이 적게 일어남으로 인하여 소결 후의 물성(예를 들면 기계적강 도 등)이 더 우수한 소결체를 얻을 수 있다는 것도 알려져 있다.In other words, the sintering driving time required to obtain a compact sintered body is also shorter because the sintering driving force is higher immediately after the final sintering temperature is reached than when the temperature is higher. It is also known that another advantage of the rapid sintering method is that a sintered compact having better physical properties (eg, mechanical strength) after sintering can be obtained due to less grain growth during sintering.
그러나 상기와 같은 장점을 갖는 급속 소결의 방법을 연료전지 조성물의 소결에 적용하기 위하여서는 빠르고도 효율적으로 온도를 승온할 수 있는 장치가 필요하게 된다. 이를 위하여 종래에는 관상로(tube furnace)를 사용하여 로의 온도를 미리 승온시켜 놓은 후 시편을 급속히 로내로 투입하는 방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 실험실적으로는 가능하지만 대량생산 공정에 적용하기에는 문제점이 있으며 또한 로내로 소결하고자 하는 시편을 투입할 때 시편에 열 충격이 가해질 위험성이 있다는 단점도 갖고 있다.However, in order to apply the method of rapid sintering with the above advantages to the sintering of the fuel cell composition, an apparatus capable of raising the temperature quickly and efficiently is required. To this end, a method of conventionally using a tube furnace to raise the temperature of the furnace in advance and then rapidly inserting the specimen into the furnace has been used. In addition, there is a disadvantage that there is a risk of heat shock applied to the specimen when the specimen to be sintered into the furnace.
따라서 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 단위 셀을 소결할 때 효율적으로 급속히 승온 하면서도 시편에 가해질 수 있는 열 충격과 불 균일 소결의 위험을 제거하여 공정시간의 단축과 에너지비용의 절감을 통한 보다 경제성이 우수한 고체산화물 연료전지(SOFC) 단위 셀의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 단위 셀을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, while efficiently heating the unit cell of the solid oxide fuel cell (SOFC) while removing the risk of thermal shock and non-uniform sintering that may be applied to the specimen It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid oxide fuel cell (SOFC) unit cell which is more economical by shortening process time and reducing energy costs, and a unit cell manufactured by the method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체산화물 연료전지용 단위 셀 소결방법의 구성은, 음극 층과 전해질 층, 양극 층의 순차적 조합에 의해 구성되는 고체산화물 연료전지(SOFC)용 단위 셀을 통상적인 세라믹스 제조공정에 따라 성형하고 소결하여 소결체로 제조하는 방법에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지용 단위 셀을 지르코니아 또는 탄화규소계 단열재로 내부를 둘러 싼 반응기 내부에 위치시 키고, 그 반응기에서 극초단파를 일정시간 가하는 것으로 이루어진다.The unit cell sintering method for a solid oxide fuel cell of the present invention for achieving the above object is a conventional ceramics unit cell for a solid oxide fuel cell (SOFC) composed of a sequential combination of a cathode layer, an electrolyte layer, and an anode layer. In the method of forming, sintering and sintering a compact according to a manufacturing process, the unit cell for a solid oxide fuel cell is placed inside a reactor surrounded by zirconia or silicon carbide-based insulation, and microwaves are applied for a predetermined time in the reactor. It consists of
그리고, 상기 극초단파의 파장은 1 - 60 GHz이고, 상기 극초단파를 가하는 시간은 1시간 이내이다.The wavelength of the microwave is 1-60 GHz, and the time for applying the microwave is within 1 hour.
또한, 본 발명의 고체산화물 연료전지용 단위 셀은 음극 층과 전해질 층, 양극 층의 순차적 조합에 의해 구성되는 고체산화물 연료전지(SOFC)용 단위 셀을 통상적인 세라믹스 제조공정에 따라 성형하고 소결하여 소결체를 지르코니아 또는 탄화규소계 단열재로 내부를 둘러 싼 반응기 내부에 위치시키고, 그 반응기에서 극초단파를 일정시간 가하여 된 것이다.In addition, the unit cell for a solid oxide fuel cell of the present invention is formed by sintering a unit cell for a solid oxide fuel cell (SOFC) formed by a sequential combination of a cathode layer, an electrolyte layer, and an anode layer according to a conventional ceramic manufacturing process Is placed inside the reactor surrounded by zirconia or silicon carbide-based insulation, and the microwave was added by a certain time.
한편, 상기 극초단파의 파장은 1 - 60 GHz이고, 상기 극초단파를 가하는 시간은 1시간 이내이다.On the other hand, the wavelength of the microwave is 1-60 GHz, the time to apply the microwave is within 1 hour.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 고체산화물 연료전지용 단위 셀의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 단위 셀을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a unit cell for a solid oxide fuel cell and a unit cell manufactured by the method of the present invention having the above characteristics will be described in more detail.
먼저, 음극재료로서 상용의 산화니켈(NiO)과 안정화 지르코니아 분말(YSZ)들을 통상적인 조성비(통상적인 조성비는 4:6 ~ 6:4 범위 임)로 혼합하여 통상적인 세라믹스 성형공정에 따라 성형하여 두께 약 1mm 내외의 성형체(11)로 만든다. 이때 상기 성형체 속에는 성형강도의 향상을 위하여 통상적인 유기결합제(binder)가 포함될 수 있으며, 또한 소결 후의 기공율 조절을 위하여 기공 형성제인 카본이나 녹말 류 등 첨가할 수도 있다.First, commercially available nickel oxide (NiO) and stabilized zirconia powder (YSZ) as a negative electrode material are mixed in a conventional composition ratio (typically, the composition ratio is in the range of 4: 6 to 6: 4) and molded according to a conventional ceramic molding process. The molded
상기 제조된 음극재 위에는 통상적인 세라믹스 분말 코팅법 즉, 슬러리 코팅이나 스프레이 코팅 등을 이용하여 두께 5 - 20㎛ 내외의 전해질 층을 성형한다. 이때 전해질 재료로서는 통상적인 안정화 지르코니아(YSZ)나 세리아, 란타늄-스트론튬-가돌리늄-마그네슘 산화물(LSGM) 등이 사용될 수 있다. On the prepared negative electrode material, an electrolyte layer having a thickness of about 5 to 20 μm is formed by using a conventional ceramic powder coating method, that is, slurry coating or spray coating. As the electrolyte material, conventional stabilized zirconia (YSZ), ceria, lanthanum-strontium-gadolinium-magnesium oxide (LSGM), or the like can be used.
이와 같이 전해질 층의 성형 후 건조가 끝난 전해질 층 윗면에는 상기 통상적인 세라믹스 분말 코팅법을 이용하여 두께 10 - 100㎛ 내외의 양극 층을 성형하며, 이때의 양극 재료는 통상적인 란타늄-스트론튬-망간 산화물(LSM)이나 란타늄-스트론튬-코발트-철 산화물(LSCF), 또는, 또는 란타늄-스트론튬-망간 산화물과 란타늄-스트론튬-코발트-철 산화물의 혼합 조성물 등이 사용될 수 있다.As described above, the anode layer having a thickness of about 10 to 100 μm is formed on the upper surface of the dried electrolyte layer after the formation of the electrolyte layer by using the conventional ceramic powder coating method, and the anode material is a conventional lanthanum-strontium-manganese oxide. (LSM), lanthanum-strontium-cobalt-iron oxide (LSCF), or a mixed composition of lanthanum-strontium-manganese oxide and lanthanum-strontium-cobalt-iron oxide, and the like can be used.
한편 상기의 성형체(11) 각 층들은 성능 향상의 필요에 따라 단층이 아닌 다층 구조로 제작될 수도 있는데, 예를 들면 음극 층을 입자크기에 따른 2층 구조로 하거나 양극 층을 란타늄-스트론튬-망간 산화물이나 란타늄-스트론튬-코발트-철 산화물을 순차적으로 코팅하여 다층구조로 할 수도 있다.Meanwhile, each of the layers of the molded
이상의 방법에 의해 성형 완료된 성형체(11)는 도 1에 나타낸 바와 같은 지르코니아계 단열재(지르코니아 분말 또는 지르코니아계 섬유를 함유한 단열벽돌 및 단열판 등) 또는 탄화규소계 단열재(13)로 만든 반응기(reaction chamber)(12)내부의 중심부에 놓이도록 위치시킨 뒤 이 반응기(12) 전체를 극초단파를 가하여 줄 수 있는 장치인 통상의 전자렌지나 그와 유사한 장치 내에 넣는다.The molded
이때 반응기(12)의 밑에는 반응기에서 나는 열이 장치의 바닥에 전달되지 않도록 통상적인 저온용 단열재(13)(지르코니아나 탄화규소가 포함되지 않은 일반 단열재)를 둔다.At this time, under the
상기와 같이 위치된 반응기(12)에는 통상의 가정용 및 산업용으로 사용되고 있는 극초단파(주파수 범위 1 - 60GHz)를 1시간 이내의 일정시간 가하여 준 뒤 냉각하는 것만으로 성형체(11)의 소결이 완료되게 되는데 그 구체적인 이유는 다음과 같다.The sintering of the molded
일반적으로 모든 세라믹스 물질은 극성(dipole)을 갖고 있기 때문에 극초단파를 흡수하여 열을 발생시킬 수 있는 특성을 갖고 있다. 그러나, 통상적으로 상온에서는 이러한 특성이 잘 나타나지 않는데 그 이유는 세라믹스 분자가 극초단파를 흡수할 수 있는 효율(통상 로스팩트;loss factor라고 함)이 상온에서는 매우 낮고 고온으로 올라갈수록 점점 커지는 양상을 나타내기 때문이다. In general, all ceramic materials have a polarity (dipole) to absorb the microwaves and generate heat. However, these characteristics are not usually shown at room temperature because the efficiency of ceramics absorbing microwaves (usually called loss factor) is very low at room temperature and increases with increasing temperature. Because.
반면에 시판중인 지르코니아계 단열재나 탄화규소계 단열재들은 상온에서도 극초단파를 잘 흡수하여 열을 발생시키는 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 단열재 내부의 지르코니아계 섬유나 탄화규소 입자들의 로스팩트가 매우 크기 때문인 것으로 추정되고 있다.On the other hand, commercially available zirconia-based and silicon carbide-based insulations are known to absorb microwaves even at room temperature to generate heat because the loss factor of the zirconia-based fibers and silicon carbide particles inside the insulation is very large. It is becoming.
따라서, 본 발명에서와 같이 반응기(12)를 구성할 경우 극초단파를 가하여 준 초기에는 반응기(12) 내부에 있는 성형체(11)는 극초단파를 흡수하지 못하지만 단열재(13)로 사용된 지르코니아 또는 탄화규소계 단열재가 서스셉터(susceptor) 역할을 하여 극초단파를 흡수하여 열을 발생시키게 된다.Therefore, when the
이때 단열재(13)의 온도는 그리 높이 올라가지 않게 되는데, 그 이유는 단열재(13) 자신은 다른 단열재에 의하여 보호되어 있지 않기 때문에 발생된 열을 계속 외부로 빼앗기게 되기 때문이다. 그러나, 단열재(13) 내부에 있는 성형체(11)의 경우는 단열재(13)에서 발생하는 열을 받아 계속 온도가 상승하게 된다.
At this time, the temperature of the
이러한 상태가 일정시간 계속되어 성형체(11)의 온도가 임계온도(극초단파를 잘 흡수하여 급속히 열을 발생시키게 되는 온도로서 일반적인 세라믹스의 경우는 대략 200℃ 내외인 것으로 알려져 있다.) 이상으로 가열되게 되면 이 이후는 성형체(11) 자신이 극초단파를 흡수하여 직접 발열을 하게 되어 온도는 급격히 빠른 속도로 상승하게 된다.When this condition continues for a certain time and the temperature of the molded
도 2에는 본 발명의 실험에서 제작한 반응기에 극초단파를 가하여 주었을 때 성형체의 온도상승 곡선을 나타내었다.(성형체 온도의 측정은 단열재에 난 작은 구멍을 통하여 pyrometer로 측정하였음.) 상술한 바와 같이 극초단파를 가하여준 초기(약 10분간)에는 성형체의 온도가 매우 느린 속도로 상승하지만 일단 임계온도에 도달한 뒤에는 매우 빠른 속도로 상승하여 약 1분 이내에 연료전지 조성물의 소결온도로 적합한 1400℃ 이상으로 가열됨을 알 수가 있다.Figure 2 shows the temperature rise curve of the molded body when the microwave was applied to the reactor fabricated in the experiment of the present invention. (The measurement of the molded body temperature was measured by a pyrometer through a small hole in the insulation.) As described above, the microwave In the initial period (approximately 10 minutes), the temperature of the molded article rises very slowly, but once it reaches the critical temperature, it rises very rapidly and within 1 minute it is heated to 1400 ℃ or more suitable for the sintering temperature of the fuel cell composition. It can be seen.
이렇게 빠른 속도의 승온이 이루어지는 이유는 세라믹스 성형체의 로스팩터(극초단파의 흡수효율)가 온도가 올라갈수록 커지기 때문에 온도와 흡수효율이 상호 상승 효과를 나타내기 때문이다. 한편, 일단 성형체의 직접발열이 시작된 이후는 상대적으로 온도가 낮은(따라서 흡수효율도 낮은) 단열재 쪽은 더 이상의 극초단파를 흡수하지 못하여 상대적 저온상태를 유지하게 된다.The reason why the temperature rises at such high speed is that the loss factor (absorption efficiency of microwaves) of the ceramic molded body increases as the temperature increases, so that the temperature and the absorption efficiency exhibit mutually synergistic effects. On the other hand, once the direct heating of the molded body is started, the relatively low temperature (and thus low absorption efficiency) insulation material can not absorb any more microwaves and thus maintain a relatively low temperature.
상술한 바와 같이 하여 소결을 행한 연료전지 조성물 성형체는 그 크기에 관계없이 대략 1시간 이내에 전해질 층의 상대밀도가 98% 이상의 치밀화가 이루어져 짧은 시간에 소결을 끝마치게 된다.(음극재와 양극재의 경우는 과도하게 치밀하지 않은 것이 전지 성능에 도움이 되기 때문에 통상적으로 기공 형성제의 첨가나 굵은 입자의 사용을 통하여 기공율을 조절한다.) In the fuel cell composition molded body sintered as described above, the relative density of the electrolyte layer is densified by 98% or more within approximately 1 hour regardless of the size, and the sintering is completed in a short time. Since not too dense is conducive to battery performance, porosity is usually controlled through the addition of pore formers or the use of coarse particles.)
상기 연료전지 조성물 성형체가 그 크기에 관계없이 빠른 속도로 치밀화가 일어나는 이유는, 통상적인 로를 사용한 경우와는 달리 본 발명의 경우는 성형체 자신이 직접 발열하여 자체소결이 일어나기 때문이며, 또한, 이러한 이유로 인하여 간접가열 방식인 통상적인 로에서 급속 소결을 행할 때 일어날 수 있는 시편의 열 충격 위험성이나 온도 분포의 불 균일성에 의한 불 균일 소결의 가능성도 자연스럽게 낮춰지게 된다.The reason why the fuel cell composition molded body is rapidly densified regardless of its size is that, unlike the case of using a conventional furnace, in the present invention, the molded body itself generates heat by self-sintering, and for this reason, As a result, the possibility of non-homogeneous sintering due to the heat shock risk or the unevenness of the temperature distribution, which may occur when rapid sintering is performed in a conventional furnace, which is an indirect heating method, is naturally reduced.
한편, 본 발명에서 사용하는 극초단파(microwave)의 주파수 범위를 1 - 60 GHz로 한정한 이유는, 일반적으로 세라믹 물질의 극초단파 흡수 효율은 그 물질 내부 dipole의 공진주파수에 가까울수록 높아지는데 통상적인 세라믹스 물질의 공진 주파수는 10 - 60 GHz 범위에 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 본 발명의 대상인 연료전지 조성물의 경우는 다양한 물질들의 혼합체이기 때문에 특정 주파수를 설계하는 것은 크게 유용하지 않으며, 또한 지르코니아계 또는 탄화규소계의 susceptor를 사용하여 저온에서 쉽게 발열이 이루어지도록 하였기 때문에 저렴한 가격으로 시판중인 상용의 극초단파 발진기(예를 들면 2.45GHz 나 28GHz, 60GHz 등)를 사용하는 것이 가장 바람직 할 것이다.On the other hand, the reason why the frequency range of the microwave used in the present invention is limited to 1 to 60 GHz is that the microwave absorption efficiency of the ceramic material is generally higher as the resonance frequency of the dipole inside the material increases. The resonant frequency of is known to be in the 10-60 GHz range. However, in the case of the fuel cell composition of the present invention, it is not very useful to design a specific frequency because it is a mixture of various materials, and it is inexpensive because the zirconia or silicon carbide susceptor is used to easily generate heat at low temperatures. It would be most desirable to use commercially available microwave oscillators (eg 2.45 GHz, 28 GHz, 60 GHz, etc.) at a price.
다만 1GHz 이하의 주파수에서는 susceptor로 사용한 지르코니아나 탄화규소계 단열재의 반응 효율도 매우 낮아지기 때문에 1GHz 이상의 주파수를 사용하는 것이 바람직 할 것이다.However, at frequencies below 1 GHz, zirconia or silicon carbide-based thermal insulation used as susceptors also has a very low reaction efficiency, so it may be desirable to use a frequency above 1 GHz.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described through Examples.
(실시예)(Example)
본 발명의 실험에서는 먼저 음극재를 제작하기 위하여 상용의 NiO 분말(일본 고순도 화학)과 지르코니아(YSZ) 분말(일본 Tosoh 사, TZ-8Y)을 5:5로 혼합한 조성에 유기결합제로서 PVB(Polyvinyl-butiral)을 3%, 그리고, 기공형성제로서 카본블랙(한국 카본)을 10% 첨가하여 통상적인 세라믹스 성형공정에 따라 50 x 50 x 1mm 의 성형체를 제작하였다.In the experiment of the present invention, PVB (organic binder) was used as an organic binder in a composition in which a commercially available NiO powder (Japanese high purity chemistry) and zirconia (YSZ) powder (TZ-8Y, Tosoh, Japan, TZ-8Y) were mixed at a ratio of 5: 5. Polyvinyl-butiral) was added 3%, and carbon black (Korean carbon) 10% was added as a pore-forming agent to prepare a 50 x 50 x 1 mm molded article according to a conventional ceramic molding process.
상기 성형체 위에는 지르코니아 분말을 사용하여 통상적인 스프레이 공정에 의해 10㎛ 두께의 전해질 층을 형성하였으며 다시 이 전해질층 위에는 란타늄-스트론튬-망간 산화물(LSM) 분말을 사용하여 통상적인 슬러리 코팅법에 의해 20㎛ 두께의 양극 층을 형성하였다. The zirconia powder was used on the molded body to form an electrolyte layer having a thickness of 10 μm by a conventional spraying process, and then, on the electrolyte layer, a lanthanum-strontium-manganese oxide (LSM) powder was used on a 20 μm by a conventional slurry coating method. A thick anode layer was formed.
건조와 하소(binder burn-out)가 끝난 성형체들은 지르코니아 단열보드를 사용하여 도 1과 같이 한 변이 각각 10cm가 되도록 정육면체 형으로 제작한 반응기 안에 중심부에 놓이도록 위치하였다. 상기의 성형체와 반응기는 시판중인 가정용 전자렌지에 넣어 2.45GHz의 극초단파를 약 600W의 출력으로 일정시간 가하여 줌으로써 소결을 행하였는데, 이때의 성형체의 온도상승 곡선을 측정한 결과를 도 2에 나타내었으며 소결 시간에 따른 전해질 층의 소결 밀도를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The dried and calcined (binder burn-out) molded bodies were placed so as to be placed in the center in the reactor made of a cube-shaped so that each side is 10cm as shown in Figure 1 using a zirconia insulation board. The molded body and the reactor were sintered by applying a microwave at 2.45 GHz to a power of about 600 W for a predetermined time in a commercial microwave oven. The result of measuring the temperature rise curve of the molded body was shown in FIG. The results of measuring the sintered density of the electrolyte layer over time are shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법으로 고체산화물 연료전지 단 위 셀 조성물을 소결 한 경우 대략 30분 정도에 전해질 층의 소결 밀도가 98% 이상의 치밀한 소결체가 얻어짐을 알 수가 있는데, 그 이유는 극초단파 하에서 열충격을 피하면서 급속 승온이 가능하였기 때문으로서 통상적인 급속소결의 효과를 얻을 수 있었던 것이다.As shown in Table 1, when the solid oxide fuel cell unit cell composition is sintered by the method of the present invention, it can be seen that a compact sintered body having a sintered density of 98% or more is obtained in about 30 minutes. It was possible to obtain the effect of normal rapid sintering because it was possible to rapidly increase the temperature while avoiding the thermal shock under the microwave.
상술한 바와 같이 본 발명은 고체산화물 연료전지(SOFC)의 단위 셀을 소결할 때 지르코니아 또는 탄화규소계 단열재 안에 넣어 극초단파를 일정시간 가하여 주는 방법으로 소결함으로써 공정시간의 단축과 에너지비용의 절감 효과를 가져오게 될 뿐만 아니라 소결중 성형체에 발생할 수 있는 열 충격의 위험도 제거하고 아울러 급속 소결의 효과인 소결체의 입자크기가 작음으로 인하여 여러가지 물성의 향상에 기여할 수 있는 부수적인 효과도 있다.As described above, in the present invention, when sintering a unit cell of a solid oxide fuel cell (SOFC), the sintering is performed by adding a microwave in a zirconia or silicon carbide-based insulating material to a predetermined time, thereby reducing the process time and reducing the energy cost. Not only will it bring a risk of thermal shock that may occur in the molded body during sintering, but also has a side effect that can contribute to the improvement of various physical properties due to the small particle size of the sintered compact, which is an effect of rapid sintering.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040073137A KR20060024244A (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040073137A KR20060024244A (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060024244A true KR20060024244A (en) | 2006-03-16 |
Family
ID=37130208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040073137A KR20060024244A (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20060024244A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021061817A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | Utility Global, Inc. | Ceramic sintering |
| US11453618B2 (en) | 2018-11-06 | 2022-09-27 | Utility Global, Inc. | Ceramic sintering |
| US11777126B2 (en) | 2019-12-05 | 2023-10-03 | Utility Global, Inc. | Methods of making and using an oxide ion conducting membrane |
-
2004
- 2004-09-13 KR KR1020040073137A patent/KR20060024244A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11453618B2 (en) | 2018-11-06 | 2022-09-27 | Utility Global, Inc. | Ceramic sintering |
| WO2021061817A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | Utility Global, Inc. | Ceramic sintering |
| US11777126B2 (en) | 2019-12-05 | 2023-10-03 | Utility Global, Inc. | Methods of making and using an oxide ion conducting membrane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bhattacharya et al. | Susceptor-assisted enhanced microwave processing of ceramics-a review | |
| Liu et al. | Improving the performance of the Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3-δ cathode for proton-conducting SOFCs by microwave sintering | |
| Narendar et al. | The importance of phase purity in Ni–BaZr 0.85 Y 0.15 O 3− δ cermet anodes–novel nitrate-free combustion route and electrochemical study | |
| RU2009109346A (en) | ZIRCONIUM OXIDE AND METHOD OF ITS PRODUCTION | |
| JP2007510255A (en) | Manufacture of solid oxide fuel cells | |
| EP0586264B1 (en) | Oxygen ion conductor and solid electrolyte fuel cell | |
| Shiratori et al. | YSZ–MgO composite electrolyte with adjusted thermal expansion coefficient to other SOFC components | |
| Bu et al. | Sintering behaviour of the protonic conductors BaZrxCe0. 8-xLn0. 2O3-δ (x= 0.8, 0.5, 0.1; Ln= Y, Sm, Gd, Dy) during the solid-state reactive-sintering process | |
| JP5746309B2 (en) | Solid oxide fuel cell electrode paste, solid oxide fuel cell using the same, and method for producing the same | |
| Mori et al. | Effect of alumina on sintering behavior and electrical conductivity of high‐purity yttria‐stabilized zirconia | |
| Kim et al. | Vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL)-based ultrafast photonic sintering of solid oxide fuel cells (SOFCs): prospects for time-efficient/two-dimensional scalability to large-sized SOFCs | |
| Kishimoto et al. | Ceria-based solid electrolyte exhibits superior mechanical and electric properties compared to zirconia-based solid electrolyte | |
| Gou et al. | One-step synthesis and densification uniform BaZr0. 1Ce0. 7Y0. 1Yb0. 1O3-δ by step-wise current reactive flash sintering | |
| KR20160011472A (en) | Anode Supported Solid Oxide Fuel Cell by using low temperature co-firing and manufacturing method thereof | |
| Zhang et al. | Lanthanum strontium manganite powders synthesized by gel‐casting for solid oxide fuel cell cathode materials | |
| KR100793155B1 (en) | Manufacturing method of unit cell for solid oxide fuel cell | |
| WO2014003591A1 (en) | Process for manufacturing a solid oxide fuel cell electrolyte using microwave sintering | |
| KR20060024244A (en) | Unit cell sintering method for solid oxide fuel cell | |
| Sharma et al. | The influence of various dopants and sintering techniques on the properties of the Yttria-ceria-zirconia system as an electrolyte for solid oxide fuel cells | |
| Jiao et al. | Performance of an anode support solid oxide fuel cell manufactured by microwave sintering | |
| KR101522839B1 (en) | Preparation method of cathode for proton conducting solid oxide fuel cell and cathode for proton conducting solid oxide fuel cell using the same | |
| KR20230051438A (en) | Highly active electrode through microstructure control using ultrasonic spray method and manuafcturing method thereof, and solid oxide fuel cell including the same | |
| Zhang et al. | Synergetic effect of NiO and SiO2 on the sintering and properties of 8 mol% yttria-stabilized zirconia electrolytes | |
| JP2007311060A (en) | Nickel oxide powder composition for solid oxide fuel cell, its manufacturing method, and fuel electrode material using it | |
| Lubszczyk et al. | Effects of alumina addition on electrical properties of alumina-toughened zirconia for application in low-and intermediate-temperature solid oxide fuel cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20040913 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20090914 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20040913 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20110520 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20110819 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20110520 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |