KR20130108660A - 고체 산화물 연료 전지 스택 - Google Patents

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완빙 구안
휘주안 자이
셴쳉 셴
레 진
킹솅 장
뤼 케
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Abstract

본 발명은 상부 집전체 판(1), 하부 집전체 판(2) 및 상부 집전체 판(1)과 하부 집전체 판(2) 사이에 수용되는 스택 구조물(3)을 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택을 제공하는데, 스택 구조물(3)은 적어도 두 개의 연결기(11) 및 두 개의 인접하는 연결기(11) 사이에 배치되는 전지판(12)을 포함하며, 연결기(11)는 음극면(anode side)과 양극면(cathode side)을 갖는다. 산화제 기체 밀봉 부재(13)가 연결기(11)의 음극면에 제공되고, 연료 기체 밀봉 부재(14)가 연결기(11)의 양극면에 제공된다. 밀폐 산화제 기체 공급로, 밀폐 연료 기체 공급로, 밀폐 연료 기체 방출로 및 개방 산화제 기체 방출로가 스택 구조물(3) 내에 배치된다. 종래 기술에 비해 내부 기체 압력차가 더 작고 개방 산화제 기체 통로로 인해 흐름이 더 원활하므로, 연료와 산화제 기체 사이의 상호 누출의 문제가 효과적으로 해결되고, 스택의 밀봉 신뢰성이 높아지며, 스택 제조 수율 및 동작 성능 안정성이 개선된다.

Description

고체 산화물 연료 전지 스택{SOLID OXIDE FUEL CELL STACK}
본 출원은 고체 산화물 연료 전지와 관련되고, 구체적으로는 고체 산화물 연료 전지 스택(stack)과 관련된다.
제3 세대 연료 전지에 속하는 고체 산화물 연료 전지(solid oxide fuel cell; SOFC)는 효율적이고 친환경적으로 중간 온도 또는 높은 온도에서 연료 및 산화제 내에 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 전고체(all-solid-state) 화학 발전 장치이다. 고체 산화물 연료 전지는 일반적으로 두 유형으로 분류된다. 그 중 하나는 원통형 고체 산화물 연료 전지인데, 여기에서는 전극과 고체 전해질이 원통형 표면 주위에서 중첩된다. 그리고 다른 하나는 평면형 고체 산화물 연료 전지인데, 여기에서는 고체 전해질과 전극이 평면 형상으로 형성된다.
원통형 고체 산화물 연료 전지에 비해, 평면형 고체 산화물 연료 전지는 단위 체적당 전력 밀도가 더 높고, 자동차와 같은 이동형 장치에 대한 응용 가능성이 더 높으며, 따라서 평면형 고체 산화물 연료 전지는 더 넓은 응용이 예상된다. 평면 고체 산화물 연료 전지의 핵심 구성요소는 전지 스택인데, 이는 복수의 고체 산화물 연료 전지 유닛을 포함하는 스택 구조를 갖는다.
전지 스택의 안정성은 고체 산화물 연료 전지 시스템 전체가 정상적으로 동작할 수 있는지 여부를 결정하는 주요 요인이다. 전지 스택의 안정성에 영향을 미치는 주요 요인에는 단일 전지(single cell)의 서비스 수명, 전지 스택의 밀봉 성능, 그리고 전지와 연결 부재 사이의 접촉 계면의 집전(current collecting) 효과가 포함되는데, 이 가운데에서도 전지 스택의 밀봉 성능을 어떻게 개선할지가 현재 고체 산화물 연료 전지의 연구에 있어서 화제가 되는 주제이다.
종래 기술에서, 평면 고체 산화물 연료 전지는 주로 두 종류의 밀봉 구조물을 갖는다. 제1 밀봉 구조물에서는 연료와 산화제 기체가 둘 다 밀봉되어 교차 또는 대류를 가능하게 하는 밀폐 구조물을 형성하는 반면, 제2 밀봉 구조물에서는 산화제 기체가 완전히 개방되고 연료 기체만이 밀봉된다.
제1 밀봉 구조물의 경우, 전지 스택의 제조 중에 연료 기체와 산화제 기체가 둘 다 밀봉 환경 내에 있어서 압력차가 크기 때문에 연료 기체와 산화제 기체가 누출되어 서로 혼합될 수 있는데, 이는 전지 스택 폐기물을 더 많이 생기게 하여 전지 스택의 제조 비용을 증가시킨다는 점이 주요한 단점이다. 제2 밀봉 구조물의 경우, 고온에서의 연료 기체와 산화제 기체 사이의 상호 누출 가능성이 방지될 수 있기는 하지만, 산화제 가스가 전지의 양극(cathode)에 공급될 수 있도록 보장하기 위해서는 부가적인 산화제 기체실이 필요한데, 산화제 기체실과 전지 스택 사이에 단락이 발생하여 전지 스택의 불안정한 동작을 초래할 수 있다.
본 출원에 따라 해결되는 기술적인 문제는 종래 기술에 비해 연료 기체와 산화제 기체 사이의 상호 누출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전지의 단락을 효과적으로 방지하여 전지 스택의 안정적인 동작을 보장할 수 있는 고체 산화물 연료 전지 스택을 제공하는 것이다.
이러한 점에 비추어, 본 출원에 따르면 상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 상부 집전체 판과 하부 집전체 판 사이에 수용되는 스택 구조물을 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택이 제공된다.
스택 구조물은 적어도 두 개의 연결 부재 및 두 개의 인접하는 연결 부재 사이에 배치되는 전지를 포함한다. 각각의 연결 부재는 음극면(anode side)과 양극면(cathode side)을 갖는다. 산화 기체 밀봉 부재가 연결 부재의 음극면에 제공되고, 연료 기체 밀봉 부재가 연결 부재의 양극면에 제공된다.
밀폐 산화 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 배출로 및 개방 산화 기체 배출로가 스택 구조물 위에 제공된다.
바람직하게는, 연결 부재의 두 면 각각에는 점행렬(dot-matrix) 방식으로 배열된 돌출점 및 돌출점 주위에 배치된 밀봉 테두리(sealing edge)가 제공된다.
바람직하게는, 연결 부재의 양극면 위의 밀봉 테두리는 개방 부분을 갖고, 개방 부분과 연료 기체 밀봉 부재는 개방 산화 기체 배출로를 형성한다.
바람직하게는, 밀폐 신화 기체 도입로는 산화 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 산화 기체 도입구, 전지 위에 제공되는 산화 기체 도입구 및 연결 부재 위에 제공되는 산화 기체 도입구를 교통시킴으로써 형성된다.
바람직하게는, 밀폐 연료 기체 도입로는 연료 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 연료 기체 도입구, 전지 위에 제공되는 연료 기체 도입구 및 연결 부재 위에 제공되는 연료 기체 도입구를 교통시킴으로써 형성된다.
바람직하게는, 연료 기체 배출로는 산화 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 연료 기체 배출구, 전지 위에 제공되는 연료 기체 배출구 및 연결 부재 위에 제공되는 연료 기체 배출구를 교통시킴으로써 형성된다.
바람직하게는, 점행렬 방식으로 배열된 돌출점은 0.3 mm 내지 1.0 mm 범위의 높이를 갖는다.
바람직하게는, 연결 부재 위의 점행렬 방식으로 배열된 돌출점과 연결 부재의 돌출점과 동일한 면에 배치되는 소자 사이의 유효 접촉 면적은 연결 부재의 해당 면의 면적 중 10 내지 50 퍼센트를 차지한다.
바람직하게는, 밀봉 테두리의 폭은 2 mm 내지 15 mm의 범위에 있다.
바람직하게는, 상부 집전체 판, 스택 구조물 및 하부 집전체 판은 볼트 조립체를 통해 연결된다.
본 출원에 따르면, 밀폐 산화 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 배출로 및 개방 산화 기체 배출로를 포함하는 고체 산화물 연료 전지 스택이 제공된다. 본 출원에 따른 전지 스택에서, 산화 기체에 대한 도입구는 밀폐되는 반면 배출구는 개방된다. 산화 기체에 대한 도입구 및 배출구가 밀폐되는 종래 기술에 비해 산화 기체에 대한 배출구가 개방되므로, 내부 기체의 압력차가 더 작고 기체가 보다 원활하게 흘러 연료 기체와 산화 기체가 서로 혼합될 가능성을 효과적으로 방지하며, 이에 의해 전지 스택의 동작 안정성과 출력 성능이 더욱 개선된다. 산화 기체가 개방되는 종래 기술의 구조에 비해 본 출원에서는 부가적인 산화 기체 도입실이 필요하지 않으므로, 전지 스택 등의 단락 문제가 방지된다.
도 1은 조립 후의 본 출원에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 제1 실시예에 관한 구조 개략도이다.
도 2는 조립 후의 본 출원에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 제2 실시예에 관한 구조 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고체 산화물 연료 전지 스택의 전개도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고체 산화물 연료 전지 스택 내의 연결 부재의 양극면에 관한 개략도이다.
도 5는 도 3의 연결 부재의 양극면에 있는 연료 기체 밀봉 부재의 개략도이다.
도 6은 도 3의 연결 부재의 음극면에 관한 개략도이다.
도 7은 도 3의 연결 부재의 음극면에 있는 산화 기체 밀봉 부재의 개략도이다.
도 8은 니켈 발포체(nickel foam)의 개략도이다.
도 9는 단일 전지의 음극면에 관한 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 단일 전지의 양극면에 관한 개략도이다.
도 11은 본 출원의 제2 실시예에 따른 전지 스택의 시험 결과를 도시하는 도표 I 내지 V이다.
도 12는 본 출원의 제3 실시예에 따른 전지 스택의 감쇠 도표이다.
도 13은 본 출원의 제3 실시예의 전지 스택의 단일 전지에 관한 감쇠 도표이다.
본 출원의 추가적인 이해를 위해, 이하에서는 본 출원의 바람직한 해결책이 실시예와 결부되어 기술될 것이다. 이러한 설명은 본 출원의 특징과 장점을 더 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원의 청구범위를 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
본 출원의 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 개략도인 도 1을 참조하면, 고체 산화물 연료 전지 스택은 상부 집전체 판(1), 하부 집전체 판(2) 및 상부 집전체 판과 하부 집전체 판 사이의 스택 구조물(3)을 포함한다. 상부 집전체 판(1) 및 하부 집전체 판(2)은 바람직하게는 금속 재료로 된 나사 막대 조립체를 통해 고정적으로 연결된다. 본 실시예에서, 나사 막대 조립체(41)는 나사 막대(41) 및 두 개의 볼트(42)를 포함한다. 나사 막대를 배치하기 위한 나사 막대 지지부(1a)가 상부 집전체 판의 네 테두리 각각의 위에 미리 형성되고, 하부 집전체 판의 네 테두리 각각의 위에 상부 집전체 판 위의 나사 막대 지지부(1a)에 대응되는 위치에서 또한 나사 막대 지지부가 미리 형성된다. 나사 막대가 나사 막대 지지부(1a) 위에 배치된 후에, 상부 집전체의 외부면과 하부 집전체의 외부면으로부터 각각 나사 막대의 두 말단 위에 볼트를 틀어박는다. 이어서 상부 집전체 판, 스택 구조물 및 하부 집전체 판은 볼트를 틀어박음으로써 압축(press) 및 연결된다. 본 출원에서, 나사 막대 조립체는 정상 온도에서 상부 집전체 판, 스택 구조물 및 하부 집전체 판을 압축 및 연결하기 위해 이용되는데, 이러한 종류의 구조물은 해체가 용이하고 대량 조립 및 생산을 촉진시킨다.
본 출원의 제2 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 스택의 개략도인 도 2를 참조하면, 제2 실시예는 전지 스택의 상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 스택 구조물을 고정적으로 연결시키기 위한 방식이 더욱 개선된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다.
본 실시예에 있어서, 나사 막대 조립체는 나사 막대(42)와 나사 막대의 두 말단에서 연결되는 제1 나사 막대 고정 부재(41) 및 제2 나사 막대 고정 부재(42)를 포함한다. 제1 나사 막대 고정 부재(41) 및 제2 나사 막대 고정 부재(42)는 각각 상부 집전체 판과 하부 집전체 판의 내부면에 배열되어 상부 집전체 판(1), 스택 구조물(3) 및 하부 집전체 판(2)이 고정적으로 연결되도록 한다. 두 개의 나사 막대 고정 부재(41 및 42)는 동일한 구조를 갖는데, 이는 제1 나사 막대 고정 부재(41)를 예로 들어 아래에서 설명될 것이다. 제1 나사 막대 고정 부재는 나사 막대 말단(41a) 및 나사 막대 말단에 대응되는 나삿니 구멍(threaded hole) 말단(41b)을 갖는다. 나사 막대(42)의 두 말단은 각각 두 나사 막대 고정 부재의 나삿니 구멍 말단과 협응한다. 두 나사 막대 고정 부재의 나사 막대 말단은 각각 상부 집전체 판 및 하부 집전체 판의 내부면으로부터 회전 가능하게 고정된다. 두 나사 막대 고정 부재의 나사 막대 말단과 협응하는 나삿니 구멍은 각각 상부 집전체 판 및 하부 집전체 판 위에 형성되고, 이에 의해 상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 스택 구조물은 두 나사 막대 고정 부재 및 나사 막대를 회전시킴으로써 고정적으로 연결될 수 있다. 제1 실시예에 비해, 제2 실시예의 장점은 상부 집전체 판 및 하부 집전체 판의 외부면 위에 볼트가 돌출되지 않아서 전지 스택을 직렬 또는 병렬로 연결하기가 더욱 용이하다는 점에 있다.
제2 실시예에서, 나사 막대 조립체는 금속 재료, 또는 엔지니어링 플라스틱이나 복합 재료와 같은 비금속 재료로 된 것일 수 있다. 나사 막대 조립체가 금속 재료로 된 것인 경우, 전지 스택을 고온에서 시험하기 전에 나사 막대 조립체를 해체할 필요가 있는 반면, 나사 막대 조립체가 복합 재료와 같은 비금속 재료로 된 것인 경우 전지 스택을 고온에서 시험하기 전에 나사 막대 조립체를 해체할 필요가 없어서 그 동작이 더욱 편리하다. 도 1에 도시된 고체 산화물 연료 전지 스택의 개략 전개도인 도 3을 참조하면, 스택 구조물은 복수의 연결 부재(11)를 포함하고, 세 개의 연결 부재가 도 3에 도시된다. 연결 부재는 연료 기체와 산화 기체를 분리시키기 위해 제공된다. 본 실시예에서, 연료 기체는 수소 기체이고 산화 기체는 공기이다.
연결 부재는 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 스테인리스 강, 예컨대 Fe-16Cr 또는 Fe-22Cr 등으로 만들어질 수 있고, 유형은 SUS430일 수 있지만, 본 출원은 이러한 예로 한정되지 않는다. 연결 부재의 개수는 적어도 둘, 즉 둘 또는 그 이상이어야 한다. 연결 부재의 개수는 설계되는 단일 전지의 개수에 따라 결정될 수 있다. 통상적으로, 연결 부재의 개수는 단일 전지의 개수보다 1만큼 더 크고, 각각의 단일 전지는 두 개의 인접한 연결 부재 사이에 배열된다. 스택 구조물의 상단 및 하단은 연결 부재인데, 상단 연결 부재는 상부 집전체 판과 접촉하고 하단 연결 부재는 하부 집전체 판과 접촉한다. 연결 부재의 두께는 바람직하게는 0.8 mm 내지 4 mm, 보다 바람직하게는 1.0 mm 내지 3 mm, 더욱 더 바람직하게는 1.2 mm 내지 2.8 mm, 더더욱 바람직하게는 1.5 mm 내지 2.5 mm의 범위에 있다.
도 3을 더 참조하면, 단일 전지(12)는 두 개의 인접한 연결 부재 사이에 배열된다. 연결 부재(11)는 두 개의 주요 표면을 갖는데, 설명의 편의를 위해 단일 전지의 양극면을 향하는 연결 부재의 주요 표면을 연결 부재의 양극면이라고 지칭하고, 한편으로 양극면 맞은편의 연결 부재의 다른 주요 표면을 연결 부재의 음극면이라고 지칭한다. 산화 기체 밀봉 부재(13)가 연결 부재의 음극면에 제공되고, 연료 기체 밀봉 부재(14)가 연결 부재의 양극면에 제공된다.
산화 기체 밀봉 부재 및 연료 기체 밀봉 부재는 동일한 재료로 된 것이지만 상이한 구조를 갖는다(이에 관한 상세한 설명은 아래에서 이루어질 것이다). 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 밀봉 유리, 예컨대 종래 기술에서 흔히 사용되는 A2O3-SiO2-BO의 일반식을 갖는 밀봉 유리가 이용될 수 있다. 상기 일반식에서 A는 Al, B, La 또는 Te 원소를 나타내고, B는 Mg, Zn, Sr, Ca 또는 F 원소를 나타낸다.
점행렬 방식으로 배열된 돌출점이 두 주요 표면, 즉 음극면 및 양극면 각각의 위에 형성된다. 돌출점은 원통형, 삼각형, 편장형, 직사각형, 또는 다각형의 단면을 가질 수 있다. 본 출원에 있어서 돌출점의 단면의 형상에는 제한이 없다.
연결 부재 위의 돌출점은 나사 막대 조립체의 작용 하에 전지의 양극, 니켈 발포체 및 상부 집전체 판/하부 집전체 판 등과 접촉하게 되고, 이에 의해 집전 효과를 달성한다. 점행렬 방식으로 배열된 돌출점은 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 식각(etching) 또는 단조(stamping)에 의해 형성될 수 있고 돌출점 사이의 공간은 연료 기체 또는 산화 기체에 대한 통로로서 작용한다. 돌출점의 높이는 바람직하게는 0.3 mm 내지 1.0 mm, 보다 바람직하게는 0.4 mm 내지 0.9 mm의 범위에 있다. 압력 하에서 전지의 양극, 니켈 발포체, 또는 상부 집전체 판/하부 집전체 판 등과 돌출점 사이의 유효 접촉 면적은 연결 부재의 면적 중 10 내지 50 퍼센트, 바람직하게는 15 내지 45 퍼센트를 차지한다. 본 출원에 따른 돌출점 구조물은 전지의 양극의 집전체 층 내로 돌출되기 쉬우므로, 집전 효과가 개선되고 전지 스택의 출력 성능이 증가한다.
밀봉 테두리가 연결 부재의 두 주요 표면 각각의 위에 점행렬 방식으로 배열된 돌출점 주위에 형성되어, 밀봉 테두리가 밀봉 부재와 접촉한 후에 밀봉 효과가 달성된다. 본 출원에서, 연결 부재의 음극면 위의 밀봉 테두리와 연결 부재의 양극면 위의 밀봉 테두리는 상이한 구조를 갖는데, 이는 아래에서 상세하게 설명될 것이다.
연결 부재의 양극면의 구조 개략도인 도 4에 도시된 바처럼, 점행렬 방식으로 배열된 돌출점(11a)이 식각에 의해 연결 부재의 양극면 위에 형성되고, 양극면 밀봉 테두리(101)가 점행렬 방식으로 배열된 돌출점 주위에 미리 형성된다. 양극면 밀봉 테두리(101)는 연결 부재의 한 면에 대응되는 제1 부분(101a)과, 제1 부분의 두 말단에 각각 연결된 제2 부분(101b) 및 제3 부분(101c)을 포함한다. 제1 부분(101a) 맞은편의 부분은 개방되어 있고, 개방 부분을 갖는다. 즉, 양극면 밀봉 테두리는 개방 밀봉 테두리이다. 바람직하게는, 돌출점과 밀봉 테두리는 서로 같은 높이이다. 이러한 방식으로, 돌출점은 다른 소자와 충분한 접촉을 유지하면서 더 나은 밀봉 효과를 달성할 수 있다.
환기구 홈(vent groove)(111)이 밀봉 테두리의 제1 부분(101a)과 돌출점 사이에 형성된다. 환기구 구멍의 직경에 대한 환기구 홈의 폭의 비율은 바람직하게는 1/5 내지 1의 범위에 있다. 환기구 홈의 깊이는 돌출점의 높이에 대응되며, 바람직하게는 0.3 mm 내지 1.0 mm의 범위에 있다. 환기구 홈은 돌출점 사이의 공간에 기체를 공급하기 위한 주요 기체 통로로서 작용한다. 환기구 구멍은 다른 면 위의 밀봉 테두리로부터 형성되는 구멍이며, 양극면 위에 형성되는 경우 산화 기체 환기구 구멍이다.
연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구를 형성하기 위한 위치가 각각 제2 부분(101b) 및 제3 부분(101c) 위에 확보된다. 이러한 방식으로, 연료 기체 도입구(101d)가 제2 부분(101b) 위에 형성될 수 있고, 연료 기체 배출구(101e)가 제3 부분(101c) 위에 형성될 수 있다. 연료 기체 밀봉 부재(14)의 개략도인 도 5를 더 참조할 수 있다. 연료 기체 도입구(14a) 및 연료 기체 배출구(14b)가 각각 세퍼레이터(separator) 위의 연료 기체 도입구(101d) 및 연료 기체 배출구(101e)의 위치에 대응되는 위치에서 연료 기체 밀봉 부재 위에 형성된다. 이러한 방식으로, 연료 기체 밀봉 부재가 양극면 밀봉 테두리(101)에 접한 후에, 연료 기체가 양극면 밖에서 밀봉되어 해당 영역 내로 혼합되는 것이 방지된다. 또한, 양극면 밀봉 테두리(101)가 개방되어 있으므로, 이것에 연료 기체 밀봉 부재(101)가 접한 후에 개방 부분은 밀봉되지 않을 것이며, 이에 따라 개방 부분은 산화 기체에 대한 개방 배출로의 역할을 할 수 있다.
연결 부재의 음극면의 구조 개략도인 도 6에 도시된 바처럼, 양극면과 유사하게 점행렬 방식으로 배열된 돌출점(11b)이 식각 또는 단조에 의해 형성된다. 음극면 밀봉 테두리(102)가 점행렬 방식으로 배열된 돌출점 주위에 미리 형성된다. 음극면 밀봉 테두리(102)는 제1 부분(101a)에 대응되는 제4 부분(102a), 제4 부분의 두 말단에 연결된 제5 부분(102b) 및 제6 부분(102c), 그리고 제5 부분(102b) 및 제6 부분(102c)을 연결하는 제7 부분(102d)을 포함한다. 양극면 밀봉 테두리와 달리, 음극면 밀봉 테두리는 폐쇄 밀봉 테두리이며, 밀봉 테두리와 돌출점은 같은 높이를 갖는다.
환기구 홈(112)이 밀봉 테두리의 제5 부분(102b)과 돌출점 사이뿐만 아니라 밀봉 테두리의 제6 부분과 돌출점 사이에도 형성되고, 환기구 홈은 양극면 위의 환기구 홈과 동일한 구조를 가지며, 따라서 이에 관한 설명은 생략될 것이다. 환기구 홈(112)은 연료 기체 도입구를 통해 공급된 연료 기체를 돌출점 사이의 공간 내로 공급하거나 또는 돌출점 사이의 공간에 있는 연료 기체를 연료 기체 배출구 밖으로 보내기 위한 주요 연료 기체 통로로서 작용한다.
산화 기체 도입구를 형성하기 위한 위치가 제4 부분(102a) 위에 확보되며, 그 위치에 산화 기체 도입구(102e)가 형성될 수 있다. 산화 기체 밀봉 부재(13)의 개략도인 도 7을 더 참조할 수 있다. 산화 기체 도입구(13a)가 산화 기체 밀봉 부재 위에 형성된다. 산화 기체 밀봉 부재가 음극면 밀봉 테두리에 접하는 경우, 산화 기체는 음극면으로부터 밀봉되어 해당 영역 내로 혼합되는 것이 방지된다. 또한, 연료 기체는 연료 기체 도입구(101d)로부터 공급된 후에 해당 영역의 돌출점 사이의 공간을 통과하며, 이후 연료 기체 배출구(101e)를 통해 배출된다. 즉, 연료 기체 통로는 밀폐되어 있다.
상기 음극면 밀봉 테두리 또는 양극면 밀봉 테두리의 폭은 바람직하게는 2 mm 내지 15 mm, 보다 바람직하게는 3 mm 내지 10 mm, 그리고 더욱 더 바람직하게는 4 mm 내지 9 mm의 범위에 있다.
본 실시예에 따른 스택 구조물에서, 스택 구조물의 상단 연결 부재의 양극면 위의 돌출점은 상부 집전체 판과 접촉한다. 양극면 위의 밀봉 테두리는 상부 집전체 판에 대해 그 사이의 연료 기체 밀봉 부재를 통해 밀봉식으로 연결된다. 스택 구조물의 하단 연결 부재의 음극면 위의 돌출점은 하부 집전체 판과 접촉하고, 음극면 위의 밀봉 테두리는 하부 집전체 판에 대해 그 사이의 산화 기체 밀봉 부재를 통해 밀봉식으로 연결된다.
본 출원에 따르면, 스택 구조물에서 연결 부재의 양극면은 연료 기체 밀봉 부재를 통해 밀봉식으로 전지의 양극에 연결되고, 연결 부재의 음극면은 산화 기체 밀봉 부재를 통해 밀봉식으로 전지의 음극에 연결된다. 니켈 발포체의 구조 개략도인 도 8에 도시된 바처럼, 니켈 발포체는 연결 부재의 음극면과 전지의 음극면 사이에 배열되며, 산화 기체 도입 새김눈(notch)이 니켈 발포체 위에 형성될 것이다.
또한, 상기 구조를 갖는 스택 구조물을 조립하기 위해, 연결 부재 위의 산화 기체 도입구, 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구에 대응되는 구멍이 기체 통로를 형성하도록 단일 전지 위에 형성될 것이다. 단일 전지의 경우, 음극 지지형(anode-supported) 평면 고체 산화물 연료 단일 전지 또는 전해질 지지형(electrolyte-supported) 고체 산화물 연료 단일 전지가 사용될 수 있다. 단일 전지의 형상은 제한되지 않으며, 정사각형이 선호된다.
본 출원에 따라 제공되는 고체 산화물 연료 전지 스택은 아래의 단계를 포함하는 방법에 따라 제작될 수 있다.
바람직하게는 레이저 절단에 의해 단일 전지 위에 세 개의 구멍을 형성하는 단계. 세 개의 구멍은 각각 산화 기체 도입구, 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구로서 작용하는데, 이는 단일 전지의 음극 표면의 개략도인 도 9 및 단일 전지의 양극 표면의 개략도인 도 10에 도시된 바와 같다.
연결 부재 위에 세 개의 구멍을 형성하는 단계. 연결 부재는 단일 전지 위의 세 구멍의 위치에 대응되는 위치에서 식각 또는 단조에 의해 형성되는 돌출점을 갖는다. 연결 부재 위의 세 구멍은 각각 산화 기체 도입구, 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구의 역할을 한다.
세퍼레이터 위의 산화 기체 도입구의 위치에 대응되는 위치에서 밀봉 유리 위에 구멍을 형성하는 단계(상기 밀봉 유리는 산화 기체 밀봉 부재의 역할을 함) 및 세퍼레이터 위의 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구의 위치에 대응되는 위치에서 다른 밀봉 유리 위에 두 개의 구멍을 형성하는 단계(상기 밀봉 유리는 연료 기체 밀봉 부재의 역할을 함).
연결 부재 위의 산화 기체 도입구의 위치에 대응되는 위치에서 니켈 발포체 위에 산화 기체 도입로로서 새김눈을 형성하는 단계.
형성된 연결 부재, 단일 전지, 산화 기체 밀봉 부재, 연료 기체 밀봉 부재 및 니켈 발포체, 상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 볼트를 도 1에 도시된 바와 같은 고체 산화물 연료 전지 스택으로 조립하는 단계. 단일 전지의 개수는 설계 요건에 기초하여 선택될 수 있으며, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다. 그리고 이어서 전지 스택의 성능이 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 방식으로 시험될 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 효과가 실시예에 의해 예시될 것이다. 그러나, 본 출원의 보호 범위는 아래의 실시예로 한정되지 않는다.
제1 실시예
아래의 소자를 제작한다.
단일 전지: 음극과 양극이 있고, 10 cm x 10 cm의 사양을 갖는 음극 지지형 단일 전지를 제작한다. 레이저 절단에 의해 단일 전지의 테두리 부분 위에 산화 기체 도입구를 형성하고, 산화 기체 도입구가 배치된 테두리 부분에 수직인 두 테두리 부분에 각각 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구를 형성한다.
연결 소자: 연결 소자의 재료는 SUS430이고, 두께는 2.5 mm이다. 식각에 의해 세퍼레이터의 음극면과 양극면 위에 점행렬 방식으로 배열되는 원형 돌출점을 형성하는데, 각각의 면 위의 원형 돌출점은 0.5 mm의 높이를 갖는다. 그리고 도 4 및 도 6에 도시된 바처럼, 각각 3.5 mm의 폭을 갖는 음극 밀봉 테두리 및 양극 밀봉 테두리를 형성하는데, 양극 밀봉 테두리는 개방 부분을 갖는다.
연료 기체 도입구, 연료 기체 배출구 및 산화 기체 도입구를 위한 위치에서 각각 레이저 절단에 의해 연료 기체 도입구, 연료 기체 배출구 및 산화 기체 도입구를 형성한다.
산화 기체 밀봉 부재: 세퍼레이터 위의 산화 기체 도입구의 위치에 대응되는 위치에서 밀봉 유리 Al2O3-SiO2-MgO(밀봉 유리의 유형 또는 조성) 위에 산화 기체 도입구를 형성한다.
연료 기체 밀봉 부재: 세퍼레이터 위의 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구의 위치에 대응되는 위치에서 다른 밀봉 유리 Al2O3-SiO2-MgO(밀봉 유리의 유형 또는 조성) 위에 연료 기체 도입구 및 연료 기체 배출구를 형성한다.
니켈 발포체: 산화 기체 도입구 및 연료 기체 통로 구멍을 형성한다.
상부 집전체 판: 상부 집전체 판의 재료는 SUS430이다. 상부 집전체 판의 세 테두리 각각에서의 압축을 위해 나사 막대 조립체를 가공한다.
하부 집전체 판: 하부 집전체 판의 재료는 SUS430이다. 하부 집전체 판의 세 테두리 각각에서의 압축을 위해 나사 막대 조립체를 가공한다.
제2 실시예
상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 5개의 연결 부재, 5개의 산화 기체 밀봉 부재, 5개의 연료 기체 밀봉 부재, 4개의 단일 전지 및 4개의 니켈 발포체를 4-유닛 전지 스택 조립체로 조립하는데, 이는 아래의 순서로, 즉 상부 집전체 판/연료 기체 밀봉 부재/(세퍼레이터/산화 기체 밀봉 부재(니켈 발포체)/단일 전지) x 4/세퍼레이터/산화 기체 밀봉 부재/하부 집전체 판, 그리고 이어서 볼트 조립체에 의한 상부 집전체 판 및 하부 집전체 판의 고정으로 이루어진다.
조립된 전지 스택 조립체의 온도가 실온으로부터 12시간 후에 섭씨 850도까지 오르도록 그 온도를 높인다. 전지 스택을 4시간 동안 상기 온도로 유지한 후에, 0 내지 200 kg 범위의 압력을 가하고 상이한 조건 하에서 전지 스택의 성능을 시험하는데, 이에 관한 도표 I 내지 V가 도 11에 도시된다.
도 11에서, 본 실시예에 따라 제작된 전지 스택이 섭씨 850도의 온도, 200 kg의 압력 및 H2:공기 = 8:19 sccm·cm-2의 조건 하에서 2시간의 산화 환원 공정을 거치게 한 후에, 최대 전력은 32 A의 전류에서 79.6 W로 측정되었고, 이에 따라 최대 전력 밀도는 0.306 W·cm-2로 측정되었다. H2:공기 = 8:19 sccm·cm-2인 경우, 최대 전력은 39 A의 전류에서 100.5 W로 측정되었고, 이에 따라 최대 전력 밀도는 0.385 W·cm-2로 측정되었다. 본 실시예에 따라 제작된 전지 스택의 도 11의 도표에 따라 획득된 최대 전력 밀도는 0.427 W·cm-2이고, 전지 스택의 개방 회로 전압은 4.1 V 이상이다. 이에 의해, 본 실시예에 따라 만들어진 전지 스택은 높은 전력 밀도를 갖는다.
기체 흐름율을 H2:공기 = 12:31 sccm·cm-2로 유지하고, 전지 스택의 온도가 섭씨 850도로부터 50분 후에 섭씨 800도로 낮아지도록 그 온도를 낮춘 후, 전지 스택을 1.5 시간 동안 상기 온도로 유지하면, 전류가 38 A일 때 최대 전력은 89 W로 측정되었고, 이에 따라 최대 전력 밀도는 0.342 W·cm-2로 측정되었다.
제3 실시예
상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 6개의 연결 부재, 6개의 산화 기체 밀봉 부재, 6개의 연료 기체 밀봉 부재, 5개의 단일 전지 및 5개의 니켈 발포체를 5-유닛 전지 스택 조립체로 조립하는데, 이는 아래의 순서로, 즉 상부 집전체 판/연료 기체 밀봉 부재/(세퍼레이터/산화 기체 밀봉 부재(니켈 발포체)/단일 전지) x 5/세퍼레이터/산화 기체 밀봉 부재/하부 집전체 판, 그리고 이어서 볼트 조립체에 의한 상부 집전체 판 및 하부 집전체 판의 고정으로 이루어진다.
조립된 전지 스택 조립체의 온도가 실온으로부터 12시간 후에 섭씨 850도까지 오르도록 그 온도를 높인 후, 전지 스택을 4시간 동안 상기 온도로 유지한다. 이후 0 내지 400 kg 범위의 압력을 가하여 전지 스택의 성능을 시험하고 곡선 I 내지 V를 얻는다. 그 다음, 전지 스택이 섭씨 800도의 온도 및 8 A의 전류에서 감쇠 시험을 거치도록 하는데, 그 결과가 도 12 및 도 13에 도시된다. 도 12는 전체 전지 스택의 감쇠 곡선을 도시하고, 도 13은 전지 스택 내의 단일 전지의 감쇠 곡선을 도시한다. 도 12 및 도 13의 결과로부터, 전지 스택 및 이것의 단일 전지 스택 유닛은 75 시간의 시험 후에 감쇠되지 않으며, 정전류 방전이 중단된 후에 전지 스택의 개방 회로 전압은 5.7 V에 달하고 단일 전지의 개방 회로 전압은 1.1V보다 크다는 것을 확인할 수 있다.
본 출원에 따른 고체 산화물 연료 전지가 상기 설명에서 상세히 기술되었다. 본 출원의 원리 및 실시예를 설명하기 위해 본 명세서에서 특정한 예시가 이용되었고, 실시예에 관한 설명은 본 발명의 방법 및 그 개념에 관한 보다 나은 이해를 위한 것일 뿐이다. 본 출원의 원리로부터 벗어나지 않고 본 기술 분야의 당업자에 의해 다양한 개선 및 변경이 이루어질 수 있으며, 이러한 개선 및 변경은 또한 본 출원의 청구항의 보호 범위 내에 속한다는 점에 주목해야 한다.

Claims (10)

  1. 고체 산화물 연료 전지 스택으로서,
    상부 집전체 판, 하부 집전체 판 및 상기 상부 집전체 판과 상기 하부 집전체 판 사이에 수용되는 스택 구조물
    을 포함하고,
    상기 스택 구조물은 적어도 두 개의 연결 부재 및 두 개의 인접하는 연결 부재 사이에 배치되는 전지를 포함하며, 각각의 연결 부재는 음극면(anode side)과 양극면(cathode side)을 갖고, 산화 기체 밀봉 부재가 상기 연결 부재의 음극면에 제공되며, 연료 기체 밀봉 부재가 상기 연결 부재의 양극면에 제공되고,
    밀폐 산화 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 도입로, 밀폐 연료 기체 배출로 및 개방 산화 기체 배출로가 상기 스택 구조물 위에 제공되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재의 두 면 각각에는 점행렬(dot-matrix) 방식으로 배열된 돌출점 및 상기 돌출점 주위에 배치된 밀봉 테두리(sealing edge)가 제공되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재의 양극면 위의 밀봉 테두리는 개방 부분을 갖고, 상기 개방 부분과 상기 연료 기체 밀봉 부재는 상기 개방 산화 기체 배출로를 형성하는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 산화 기체 도입로는 상기 산화 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 산화 기체 도입구, 상기 전지 위에 제공되는 산화 기체 도입구 및 상기 연결 부재 위에 제공되는 산화 기체 도입구를 교통시킴으로써 형성되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 연료 기체 도입로는 상기 연료 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 연료 기체 도입구, 상기 전지 위에 제공되는 연료 기체 도입구 및 상기 연결 부재 위에 제공되는 연료 기체 도입구를 교통시킴으로써 형성되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연료 기체 배출로는 상기 산화 기체 밀봉 부재 위에 제공되는 연료 기체 배출구, 상기 전지 위에 제공되는 연료 기체 배출구 및 상기 연결 부재 위에 제공되는 연료 기체 배출구를 교통시킴으로써 형성되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점행렬 방식으로 배열된 돌출점은 0.3 mm 내지 1.0 mm 범위의 높이를 갖는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결 부재 위의 상기 점행렬 방식으로 배열된 돌출점과 상기 연결 부재의 상기 돌출점과 동일한 면에 배치되는 소자 사이의 유효 접촉 면적은 상기 연결 부재의 상기 면의 면적 중 10 내지 50 퍼센트를 차지하는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밀봉 테두리의 폭은 2 mm 내지 15 mm의 범위에 있는 고체 산화물 연료 전지 스택.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 집전체 판, 상기 스택 구조물 및 상기 하부 집전체 판은 볼트 조립체를 통해 연결되는 고체 산화물 연료 전지 스택.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102123714B1 (ko) * 2016-08-16 2020-06-16 주식회사 엘지화학 평판형 고체 산화물 연료전지
CN109065934B (zh) * 2018-09-07 2024-04-23 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 一种大功率燃料电池电堆

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68909720T2 (de) * 1988-07-23 1994-02-03 Fuji Electric Co Ltd Brennstoffzelle mit einem festen Elektrolyten.
JP3064746B2 (ja) * 1993-06-29 2000-07-12 三洋電機株式会社 平板型固体電解質燃料電池
JPH0950817A (ja) * 1995-08-03 1997-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JP3494560B2 (ja) * 1997-09-30 2004-02-09 三洋電機株式会社 固体電解質型燃料電池
JP2000021424A (ja) * 1998-07-03 2000-01-21 Taiho Kogyo Co Ltd 燃料電池用集電体
JP2002075408A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Suncall Corp 燃料電池用セパレーター
AU2003285243A1 (en) * 2002-11-28 2004-06-18 Global Thermoelectric Inc. Solid oxide fuel cell stack
JP2004327089A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
US20060093891A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-04 General Electric Company Flow field design for high fuel utilization fuel cells
JP4555050B2 (ja) * 2004-11-02 2010-09-29 本田技研工業株式会社 燃料電池
WO2007080958A1 (ja) * 2006-01-13 2007-07-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法
JP4963195B2 (ja) * 2006-06-09 2012-06-27 日本電信電話株式会社 セパレータおよび平板型固体酸化物形燃料電池
JP5296361B2 (ja) * 2007-10-09 2013-09-25 日本特殊陶業株式会社 固体酸化物形燃料電池モジュール
JP5242985B2 (ja) * 2007-10-15 2013-07-24 日本特殊陶業株式会社 固体酸化物形燃料電池
JP2009283146A (ja) * 2008-05-19 2009-12-03 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
US9123936B2 (en) * 2008-10-02 2015-09-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Solid oxide fuel cell apparatus
JP5582193B2 (ja) * 2010-09-16 2014-09-03 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータ、燃料電池、燃料電池の製造方法
US9105883B2 (en) * 2011-10-10 2015-08-11 Daimler Ag Assembling bipolar plates for fuel cells using microencapsulated adhesives

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Publication number Publication date
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JP2014503109A (ja) 2014-02-06
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