KR20120021850A - 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법 - Google Patents

연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연료극 지지체의 내부에 연료가스가 흐르는 유로가 형성되어 있고 이 연료극 지지체의 표면에는 전해질층과 캐소드 및 연결재가 구비되어 이루어진 단위 셀을 복수 개 적층한 스택으로 구성되는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지에 있어서, 상기 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재는 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트에 의해 형성되고, 상기 페이스트에 의해 형성된 연결재 상에는 전류집전용 와이어를 인출할 수 있는 금속 메쉬가 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법{Anode supported flat-tube SOFC and manufacturing method thereof}
본 발명은 연료전지 중에서도 고체상의 세라믹을 전해질로 사용하여 600?1000℃의 고온에서 연료와 공기의 전기화학반응에 의해 전기를 생산하는 고체산화물 연료전지에 관한 것으로서, 특히 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell : SOFC)는 고체상의 세라믹을 전해질로 사용하여 600?1000℃의 고온에서 연료(H2, CO)와 공기(산소)의 전기화학반응에 의해 전기를 생산하는 연료전지로서, 현존하는 발전 기술 중 발전 효율이 가장 높고 경제성이 우수한 장점이 있다.
SOFC는 전해질과 전극이 고체 상태이기 때문에 평판형(planar type)이나 원통형(tube type) 등 여러 가지 형태의 셀(cell)로 제조가 가능하고, 연료전지의 지지체(support)에 따라서 연료극 지지체식과 공기극 지지체식 및 전해질 지지체식으로 분류된다.
평판형 SOFC는 전력밀도와 생산성이 높고 전해질 박막화가 가능한 반면, 별도의 밀봉재를 이용한 기체 밀봉이 요구되는 단점이 있고, 고온에서 금속연결재를 사용하기 때문에 크롬 휘발로 인해 전극 효율이 저하되는 문제가 있으며, 열 사이클에 대한 저항성이 낮아 신뢰성이 부족하다는 단점이 있다. 더욱이, 평판평 SOFC는 대면적 셀의 제조가 어려울 뿐만 아니라 대용량 스택(stack)의 제작도 쉽지 않기 때문에, 이러한 문제를 해결하는 것이 실용화의 관건이 된다.
원통형 SOFC의 경우는 기체 밀봉이 불필요하고 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라 여러 가지 시험 항목에서 신뢰성이 검증되었기 때문에, 상용화에 가장 근접한 SOFC 디자인으로 평가받고 있다. 그러나, 원통형 SOFC는 전류의 이동 경로가 길기 때문에 내부저항이 높고 출력밀도가 낮은 단점이 있다. 또한, 운전 중 전력변환 손실이 크며, 그 결과 효율이 떨어진다는 취약점이 있다.
이와 같이 기존의 고체산화물 연료전지가 고출력화, 경제성 확보, 신뢰성 면에서 기술적 한계를 보임에 따라 이를 극복하기 위해 평관형(flat-tube type)의 고체산화물 연료전지가 제안되었는데, 평관형 SOFC는 평판형 SOFC와 원통형 SOFC의 장점을 동시에 수용하고 단점을 극복한 형태로 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같이 종래의 고체산화물 연료전지가 갖는 기술적 한계를 감안하여 개발된 것으로서, 스택 제조가 용이하고, 보다 간단하게 전류집전을 할 수 있음과 아울러 성능이 우수하며, 제조 비용을 절감할 수 있는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료극 지지체의 내부에 연료가스가 흐르는 유로가 형성되어 있고 이 연료극 지지체의 표면에는 전해질층과 캐소드 및 연결재가 구비되어 이루어진 단위 셀을 복수 개 적층한 스택으로 구성되며, 상기 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재는 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트에 의해 형성되고, 상기 페이스트에 의해 형성된 연결재 상에는 전류집전용 금속 메쉬가 배치된 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지를 제공한다.
상기 구성에 있어서, 상기 페이스트는 전기 전도성 재료와 글래스의 혼합비가 중량비로 9:1?1:9인 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결재는 5?50㎛ 두께로 코팅되는 페이스트에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 전기 전도성 재료는, Ag, Au, Pt, Ni, Co, W, Ti, Cu, Pd, Mn, Mo, Si로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 혼합된 물질이거나, La, Cr, Y, Ca, Ce, Ni, Fe, Ti, Cu, Mg, Ce, Sr, Mn, Nd, 로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 포함된 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 전도성 세라믹 물질일 수 있다.
그리고, 상기 금속 메쉬는, Ag, Au, Pt 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지가 혼합된 소재로 이루어지거나, Cr, Fe, Ni, C, Mn, Si, Cu, Al, Ti, La, W으로 이루어진 군에서 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상의 합금 원소를 함유하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.
더욱이, 반응 가스의 공급을 용이하게 하기 위해 상기 금속 메쉬는 10?250 메쉬 사이즈의 크기로 이루어진 것을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 스택이 복수 개 구비되어 있고, 각각의 스택에 구비된 금속 메쉬가 병렬로 연결되도록 상기 복수 개의 스택이 병렬로 배치될 수 있으며, 또는 금속 메쉬가 직렬로 연결되도록 상기 복수 개의 스택이 직렬로 배치될 수도 있다.
본 발명은 또한, 연료극 지지체의 표면에 전해질층과 캐소드 및 연결재를 구성하여 단위 셀을 형성하고, 이 단위 셀을 복수 개 적층하여 스택으로 형성하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법에 있어서, 상기 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재를 전기 전도성 재료와 글래스를 중량비 9:1?1:9로 혼합한 페이스트에 의해 5?50㎛ 두께로 형성하고, 상기 글래스의 연화점 온도로 열처리한 다음, 상기 연결재 상에 전류집전용 금속 메쉬를 배치하는 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법을 제공한다.
상기 구성에 있어서, 상기 전기 전도성 재료는, Ag, Au, Pt, Ni, Co, W, Ti, Cu, Pd, Mn, Mo, Si로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 혼합된 물질이거나, La, Cr, Y, Ca, Ce, Ni, Fe, Ti, Cu, Mg, Ce, Sr, Mn, Nd로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 포함된 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 전도성 세라믹 물질일 수 있다.
또한, 상기 금속 메쉬는, Ag, Au, Pt 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 소재로 이루어지거나, Cr, Fe, Ni, C, Mn, Si, Cu, Al, Ti, La, W으로 이루어진 군에서 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상의 합금 원소를 함유하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.
더욱이, 금속 메쉬는 10?250 메쉬 사이즈의 크기로 이루어진 것을 적용하는 것이 바람직하다.
위와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재를 형성함에 있어서 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트를 이용하고, 상기 연결재 상에는 금속 메쉬를 배치하여 전류를 집전하게 됨으로써, 스택 제조가 용이하고, 보다 간단하게 전류를 집전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 조밀한 전기 전도성 재료를 이용하여 연결재를 형성하기 때문에 연료가스의 투과를 방지할 수 있어 고체산화물 연료전지의 성능을 향상시키는 효과가 있다. 또, 본 발명은 가격이 비싼 기존의 대형 금속 분리판을 사용하지 않으므로 제조 비용을 절감하게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 스택 일부를 예시한 모식도이다.
도 2a는 본 발명에서 Ag와 글래스의 혼합비 9:1의 경우 사용 온도에 따른 전기 전도도를 나타낸 그래프이다.
도 2b는 본 발명에서 Ag와 글래스의 혼합비 8:2, 7:3, 6:4의 경우 사용 온도에 따른 전기 전도도를 나타낸 그래프이다.
도 3a는 본 발명과 대비하여 연결재 페이스트의 코팅 두께가 5㎛ 보다 작은 경우의 연료전지의 성능을 나타낸 그래프이다.
도 3b는 본 발명과 대비하여 연결재 페이스트의 코팅 두께가 50㎛ 보다 큰 경우의 연료전지의 성능을 나타낸 그래프이다.
도 4a는 본 발명에 따른 연료전지의 성능을 나타낸 그래프이다.
도 4b는 도 4a와 대비하여 종래 연료전지의 성능을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 연료전지에서 스택들이 병렬 적층된 구조를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 연료전지에서 스택들이 직렬 적층된 구조를 예시한 도면이다.
도 7은 도 1의 스택 일부에 대한 부분 분리 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따라 Ag와 글래스를 혼합한 페이스트로 코팅한 후 열처리한 연결재에 대한 주사전자현미경 사진이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
기존의 평판형 SOFC는 스택 형성시 고가의 금속 분리판을 사용하게 된다. 즉, 높은 작동 온도로 인해 셀 스택의 구성 요소들 중 금속소재에 대한 재료의 선택이 제한을 받는데, 고온에서의 장기 성능 개선을 위해 내산화성을 지닌 고가의 재료를 선택하게 되는 것이다. 더욱이, 평판형 SOFC에 사용되는 가스 채널 및 가스 분리식 금속 분리판은 가공비가 비싸기 때문에 SOFC의 제조단가를 상승시키게 된다. 본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위해 고가의 가스 채널 및 가스 분리형 금속 분리판을 사용하지 않고 금속 메쉬를 사용하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 스택을 예시한 모식도이고, 도 7은 도 1의 스택 일부에 대한 부분 분리 정면도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 연료전지를 구성하는 단위 셀(1)은, 연료극 지지체(anode support : 10), 전해질층(electrolyte : 20), 캐소드(cathode : 30), 연결재(interconnect layer : 40)로 이루어져 있다.
상기 연료극 지지체(10)에는 내부에 연료가스가 흐르는 유로(12)가 형성되어 있으며, 이 연료극 지지체(10)의 표면에 상기 전해질층(20)이 코팅되어 있고, 전해질층(20)의 표면에는 캐소드(30)가 코팅되어 있다. 그리고, 연료극 지지체(10) 상에 전해질층(20)과 캐소드(30)를 차례로 코팅하는 과정에서 연료극 지지체(10)의 일부에 마스킹(masking)을 하여 전해질층(20)과 캐소드(30)가 형성되지 않는 부분을 남겨두는데, 이 부분에 연결재(40)가 연료극 지지체(10)에 직접 형성된다.
위와 같이 구성된 단위 셀(1)은 복수 개가 적층되어 스택(stack)을 형성하는데, 스택을 구성하는 단위 셀(1)들의 사이에 위치하는 연결재(40)는, 연료극 지지체(10)로 주입되는 연료가 캐소드(30) 쪽으로 흘러들어가지 않도록 하기 위해 조밀한(dense) 표면을 형성하여야 하며, 스택 형성시 연결재(40)의 저항에 의해 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있도록 작동 온도에서 높은 전기 전도도를 가져야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 전기 전도성 재료와 글래스(glass)를 혼합하여 페이스트화한 다음, 이 페이스트를 스크린 프린팅에 의해 연료극 지지체(10) 상에 일정한 두께로 코팅한다.
상기 전기 전도성 재료로는 Ag, Au, Pt, Ni, Co, W, Ti, Cu, Pd, Mn, Mo, Si 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 혼합된 물질이 사용될 수 있으며, La, Cr, Y, Ca, Ce, Ni, Fe, Ti, Cu, Mg, Ce, Sr, Mn, Nd로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 포함된 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 전도성 세라믹 물질이 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는 Ag를 선택하여 사용하고 있는데, 이러한 전기 전도성 재료는 매우 높은 전기 전도도 특성을 갖지만, 조밀한 표면을 형성하지 못하는 단점이 있기 때문에, 이를 극복하기 위해 글래스를 혼합하는 것이다. 즉, 글래스는 전기 전도성 재료 코팅층의 빈 공간을 메우는 역할을 할 뿐만 아니라, Ag 이동을 억제하여 연결재의 내구성을 증대시킨다.
전기 전도성 재료와 글래스의 혼합비는 중량비 9:1?1:9로 하는 것이 바람직한데, 아래의 표 1은 페이스트를 형성하기 위한 구성 성분들의 혼합비를 예시한 것이다.
성분 9:1 8:2 7:3 6:4 5:5 4:6 3:7 2:8 1:9
파우더
믹싱		 Ag 18g 16g 14g 12g 10g 8g 6g 4g 2g
글래스 2g 4g 6g 8g 10g 12g 14g 16g 18g
용매 5g 5g 5g 5g 5g 5g 5g 5g 5g
바인더
구성		 바인더 10g 10g 10g 10g 10g 10g 10g 10g 10g
용매 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g 40g
바인더 - 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g 7.5g
분산제 - 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g
앞서 언급한 바와 같이, 연결재(40)는 전기 전도도가 우수하여야 하고, 연료극 지지체로 주입되는 연료가 연결재(40)를 통하여 캐소드(30) 쪽의 산소 분위기로 투과되는 현상이 발생하지 않도록 매우 조밀한 층을 형성하여야 하는 두 가지 조건을 만족하여야 한다.
그런데, 만일 상기와 같은 전기 전도성 재료와 글래스의 혼합비 범위를 벗어나게 되면 이러한 두 가지 조건을 만족하지 못하여 연료전지의 성능이 저하된다. 예를 들어, 순수한 Ag만을 사용하는 경우에는 높은 전기 전도도 특성을 나타내지만 조밀한 층을 형성하지 못하게 되므로, 글래스를 첨가하여 이러한 문제점을 해결할 수 있게 된다.
그러나, 글래스의 첨가량이 많아질수록 전기 전도도 특성이 감소하게 되므로, 전기 전도성 재료와 글래스의 혼합비는 최소한 1:9를 유지하여야 한다. 도 2a와 도 2b는 각각 Ag와 글래스의 여러 혼합비에서 사용 온도에 따른 전기 전도도를 나타내고 있는데, 전기 전도도가 낮을수록 연료전지의 성능이 저하되는 결과를 낳기 때문에 전기 전도도가 높은 혼합비를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 도면에는 Ag와 글래스의 혼합비 5:5?1:9에 대한 데이터는 제시되지 않았지만, 이 혼합비에서도 전기 전도도는 1S/cm 이상을 나타내는 바, 전기 전도도가 1S/cm 이상이면 연료전지로 사용이 가능하다.
또, 상기 연결재(40)에서 가스 투과도는 1×10-6L/S?㎠?atm 이하의 값을 가져야 하는데, 버블 미터(bubble meter)를 이용하여 가스 투과도를 측정하여 본 결과, Ag와 글래스의 혼합비 9:1에서는 1.89×10-7L/S?㎠?atm의 값을 나타내었으며, 혼합비 8:2?1:9 범위에서는 10-9L/S?㎠?atm 이하의 값을 나타내었다. 이러한 결과로부터 상기 혼합비의 모든 범위에서 연결재로 사용하기에 가능한 범위임을 알 수 있다.
한편, 연결재(40)로서의 상기 두 가지 조건(즉, 전기 전도도와 조밀한 층의 형성)을 충족하기 위해서는 상기 페이스트를 5?50㎛ 범위의 두께로 코팅하여 연결재(40)를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 페이스트의 코팅 후 상기 글래스의 연화점(Softening Point) 온도로 열처리하여 연결재(40) 층을 소결함으로써 안정적인 코팅 상태가 유지되도록 하여야 한다. 코팅된 연결재의 열처리 온도는 첨가된 글래스의 연화점 이상에서 이루어져야 하며, 열처리 온도가 글래스 용융점보다 높은 경우, 또는 열처리 시간이 지나치게 길 경우, 치밀한 코팅막이 형성되지 않으므로 주의하여야 한다. 도 8은 상기와 같이 Ag와 글래스를 혼합한 페이스트로 코팅한 후 열처리한 연결재(40)에 대한 주사전자현미경 사진이다.
상기 페이스트의 코팅 두께가 5㎛ 보다 작을 경우에는 가스 투과도의 확보가 어려워져 연료전지의 성능이 저하되며, 50㎛ 보다 클 경우에는 가스 투과도에는 문제가 없지만 저항이 증가하여 연료전지의 성능이 저하하게 된다. 도 3a는 페이스트의 코팅 두께가 5㎛ 보다 작은 경우 가스 밀봉 문제에 의해 불안정한 연료전지의 성능을 보여주고 있고, 도 3b는 페이스트의 코팅 두께가 50㎛ 보다 큰 경우의 연료전지의 성능을 보여주고 있다. 이들 도면을 보면, 본 발명의 적용에 따른 연료전지의 성능을 나타낸 도 4a와 비교하였을 때 성능이 저하된 것을 알 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트로 연결재(40)를 형성한 후에, 이 연결재(40) 상에 전류집전용 금속 메쉬(50)를 배치한다. 이 금속 메쉬(50)는 Ag 또는 Au, Pt 등의 금속이 사용되거나, Cr, Fe, Ni, C, Mn, Si, Cu, Al, Ti, La, W 중에서 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상의 합금 원소를 함유하는 금속 소재가 사용될 수 있으며, 10?250 메쉬 사이즈의 크기로 형성된다. 이 메쉬 사이즈는 산소가 금속 메쉬를 통해 확산되어 캐소드(30)에 도달하기 위한 한계 범위로서, 250 메쉬 사이즈를 초과하면 산소 가스의 투과가 어려워져 연료전지의 성능이 저하된다.
도 4a와 도 4b는 각각 본 발명에 따른 연료전지와 연결재가 없는 종래 연료전지의 성능을 나타낸 그래프로서, 본 발명과 같이 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트로 코팅하여 형성한 연결재에 금속 메쉬를 배치한 경우, 연결재가 없이 제작된 종래의 연료전지에 비하여 높은 출력밀도(전력밀도, power density)를 가짐으로써 성능이 우수한 것으로 나타났다.
한편, 도 5와 도 6은 각각 본 발명의 연료전지에서 스택들이 병렬 적층된 구조와 직렬 적층된 구조를 예시한 도면이다.
먼저, 도 5의 연료전지에서는, 세 개의 단위 셀(1)들이 적층된 세 개의 스택(111,112,113)들이 배치되어 있는데, 이들 스택(111,112,113)은 각각 동일한 방향으로 병렬 배치된 구조로 이루어져 있다. 즉, 스택(111,112,113)을 구성하는 각 단위 셀(1)들 사이에 배치된 금속 메쉬(50)가 병렬로 연결되도록 스택(111,112,113)들이 병렬로 배치되어 있다. 미설명 부호 (114)는 스택(111,112,113)들을 연결하는 와이어나 금속분리판과 같은 전도성 소재이다. 이러한 병렬 적층 구조의 스택(111,112,113)으로 구성되는 연료전지는 대전류용 연료전지로서 적합하다.
도 6에 도시된 것은, 단위 셀(1)들이 적층된 스택(121,122,123)들이 금속 메쉬(50)가 직렬로 연결되도록 직렬 배치된 구조의 연료전지를 보여주고 있다. 미설명 부호(124)는 스택(121,122,123)들을 연결하는 전도성 소재이고, 부호 (125)는 다공성 절연체이다. 이러한 직렬 적층 구조의 스택(121,122,123)으로 구성되는 연료전지는 고전압용 연료전지로서 적합하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재를 전기 전도성 재료와 글래스가 혼합된 페이스트에 의해 형성함과 아울러, 페이스트에 의해 형성된 연결재 상에는 전류집전용 금속 메쉬를 배치함으로써, 단전지간 접촉 저항 및 옴 저항을 최소화하게 되어 종래의 연결재를 이용하는 경우에 비해 간단하게 전류를 집전할 수 있고, 뛰어난 성능을 갖는 평관형 고체산화물 연료전지를 얻을 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
1 : 단위 셀 10 : 연료극 지지체
12 : 유로 20 : 전해질층
30 : 캐소드 40 : 연결재
50 : 금속 메쉬 111,112,113,121,122,123 : 스택
114,124 : 전도성 소재 125 : 다공성 절연체

Claims (16)

  1. 연료극 지지체의 내부에 연료가스가 흐르는 유로가 형성되어 있고 이 연료극 지지체의 표면에는 전해질층과 캐소드 및 연결재가 구비되어 이루어진 단위 셀을 복수 개 직렬 또는 병렬 적층한 스택으로 구성되며,
    상기 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재는 전기 전도성 재료와 글래스를 혼합한 페이스트에 의해 형성되고, 상기 페이스트에 의해 형성된 연결재 상에는 전류집전용 금속 메쉬가 배치된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페이스트는 전기 전도성 재료와 글래스의 혼합비가 중량비로 9:1?1:9인 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결재는 5?50㎛ 두께로 코팅되는 페이스트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결재용 전기 전도성 재료는, Ag, Au, Pt, Ni, Co, W, Ti, Cu, Pd, Mn, Mo, Si로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상의 금속이 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료는, La, Cr, Y, Ca, Ce, Ni, Fe, Ti, Cu, Mg, Ce, Sr, Mn, Nd로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 포함된 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 전도성 세라믹 물질인 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는, Ag, Au, Pt 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는, Cr, Fe, Ni, C, Mn, Si, Cu, Al, Ti, La, W으로 이루어진 군에서 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상의 합금 원소를 함유하는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는 10?250 메쉬 사이즈의 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스택을 복수 개 구비하되, 각각의 스택에 구비된 금속 메쉬가 병렬로 연결되도록 상기 복수 개의 스택이 병렬로 배치된 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스택을 복수 개 구비하되, 각각의 스택에 구비된 금속 메쉬가 직렬로 연결되도록 상기 복수 개의 스택이 직렬로 배치된 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지.
  11. 연료극 지지체의 표면에 전해질층과 캐소드 및 연결재를 구성하여 단위 셀을 형성하고, 이 단위 셀을 복수 개 직렬 또는 병렬 적층하여 스택으로 형성하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법에 있어서,
    상기 스택을 구성하는 단위 셀의 사이에 위치하는 연결재를 전기 전도성 재료와 글래스를 중량비 9:1?1:9로 혼합한 페이스트에 의해 5?50㎛ 두께로 형성하고, 상기 글래스의 연화점 온도로 열처리한 다음, 상기 연결재 상에 전류집전용 금속 메쉬를 배치하는 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료는, Ag, Au, Pt, Ni, Co, W, Ti, Cu, Pd, Mn, Mo, Si로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료는, La, Cr, Y, Ca, Ce, Ni, Fe, Ti, Cu, Mg, Ce, Sr, Mn, Nd로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 이상이 포함된 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 전도성 세라믹 물질인 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는, Ag, Au, Pt 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 두 가지 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는, Cr, Fe, Ni, C, Mn, Si, Cu, Al, Ti, La, W으로 이루어진 군에서 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상의 합금 원소를 함유하는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 금속 메쉬는 10?250 메쉬 사이즈의 크기로 이루어진 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지의 제조방법.
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