KR20200099784A - 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 - Google Patents

고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20200099784A
KR20200099784A KR1020190017824A KR20190017824A KR20200099784A KR 20200099784 A KR20200099784 A KR 20200099784A KR 1020190017824 A KR1020190017824 A KR 1020190017824A KR 20190017824 A KR20190017824 A KR 20190017824A KR 20200099784 A KR20200099784 A KR 20200099784A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
solid oxide
oxide fuel
composition
cell connector
Prior art date
Application number
KR1020190017824A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102683197B1 (ko
Inventor
노태민
이종진
김종우
백두현
류창석
최광욱
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190017824A priority Critical patent/KR102683197B1/ko
Publication of KR20200099784A publication Critical patent/KR20200099784A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102683197B1 publication Critical patent/KR102683197B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
    • H01M8/0217—Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 명세서는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지에 관한 것이다.

Description

고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지{COMPOSITION FOR CONNECTING MATERIAL FOR SOLID OXIDE FUEL CELL, MANUFACTURING METHOD OF CONNECTING MATERIAL FOR SOLID OXIDE FUEL CELL USING SAME AND SOLID OXIDE FUEL CELL COMPRISING SAME}
본 명세서는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell: SOFC)는 다른 연료 전지에서 필요로 하는 고가의 귀금속 촉매를 필요로 하지 않으며 높은 발전효율을 갖는 전기화학 장치이다. 또한 다양한 용량의 시스템 구성이 가능하여 발전용에서 보조전원에 이르기까지 폭넓게 응용할 수 있고 산소 이온 전도성 재료를 전해질로 사용하기 때문에 다양한 탄화수소계 연료를 고가의 개질기 없이 사용할 수 있는 등, 많은 장점이 있다.
지난 몇 년 동안의 연구는 SOFC 작동온도를 600~900℃ 부근까지 낮추는 현저한 발전을 가져왔으며, 이에 따라 SOFC 구성요소 중 하나인 연결재(분리판)를 세라믹 연결재에서 금속 연결재로 대체하는 것이 가능해졌다. 연결재는 SOFC 스택에서 각 단위전지 사이에 위치하여 연료극와 공기극을 전기적으로 연결하고 연료가스와 공기를 분리하는 중요한 요소인데, 세라믹 연결재를 금속 연결재로 대체할 경우 가공이 쉽고, 우수한 물리적, 전기적 특성 등 많은 장점을 갖는다.
최근 제시된 금속으로는 Fe-based 합금계열의 Cr(16~22%)을 포함하는 합금강(예: 독일 ThyssenKrupp(社)의 Crofer22APU, 일본 Hitach Metals(社)의 ZMG232 등)이 있으며 다른 금속보다 가공성이 우수하고 전극 재료와 유사한 열팽창 계수를 갖는 등의 장점이 있어 이를 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
하지만 Fe-Cr계 금속을 연결재로 사용할 경우 고온의 산화분위기에서 금속으로부터 CrO2(OH)과 같은 휘발성 크롬이 발생되어 각 셀의 전해질 및 양극의 촉매활성을 저하시키는 문제와 금속표면에 생성된 비전도성 산화물의 영향으로 높은 접촉저항을 발생시키는 문제점이 있다.
따라서 고내식성 및 고전도 표면특성을 갖는 금속 연결재 소재를 확보하는 것이 중요한 기술적 사항이다. 이를 개선하기 위한 방법으로 분리판에서 요구하는 기능에 맞도록 새로운 합금소재를 개발하거나 표면에 전도성의 금속이나 비금속 코팅 등으로 표면처리를 하는 방안이 있다.
한국특허공개공보 제10-2014-0120170호
본 명세서는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지에 관한 것이다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 산화물; 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
SrxAz-xTiyB1-yO3(0.6＜x＜1, 0.7＜y＜1, 0.8＜z＜1, x＜z)
상기 화학식 1에 있어서, A는 La, Y, Pr, Sm, Gd, Ba 및 Ca로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, B는 Nb, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이다.
또한, 본 명세서는 상술한 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 준비하는 단계; 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 가압하여 평판형 연결재를 형성하는 단계; 및 상기 평판형 연결재를 1380℃ 이하의 온도에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 2 이상의 단위셀; 및 상기 2 이상의 단위셀 사이에 구비된 상술한 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물 또는 이의 소결체를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재를 포함하고, 상기 단위셀은 연료극, 공기극 및 상기 연료극과 상기 공기극 사이에 구비된 전해질을 포함하고, 상기 고체산화물 연료전지 연결재는 상기 단위셀의 공기극 또는 연료극과 접하는 것인 고체산화물 연료전지를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 소결성이 우수하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 산화 또는 환원 분위기에서 높은 전기 전도성을 가진다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 소결 밀도가 높아, 향상된 내구성을 갖는다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 고체산화물 연료전지에 적용시 다른 구성과의 상용성이 높다.
도 1은 실시예 1 및 비교예 2에 따른 연결재의 X-ray diffraction pattern을 나타낸 것이다.
도 2 내지 5는 실시예 1 및 비교예 2의 연결재의 표면 사진 및 단면 사진이다.
도 6은 실험예 2에 따른 연결재의 열팽창계수를 측정한 도표이다.
도 7은 실험예 3에 따른 연결재의 산화분위기에서의 온도에 따른 전기 전도도를 나타낸 도면이다.
도 8 및 9는 실시예 1에서 사용된 알루미나의 사진 및 직경 크기 분포를 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 1에 따른 연결재의 표면 SEM-EDS(scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy) 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 실험예 4에 따른 알루미나 입자의 몰수에 따른 연결재의 전기 전도도를 나타낸 것이다.
도 12는 실험예 5에 따른 알루미나 입자의 몰수에 따른 연결재의 겉보기 기공율을 나타낸 것이다.
도 13 내지 도 16은 실험예 6에 따른 연결재의 소결 전후의 표면의 구조를 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 설명한다.
본 명세서에 있어서, "또는" 이란 다른 정의가 없는 한, 나열된 것들을 선택적으로 또는 모두 포함하는 경우, 즉 "및/또는"의 의미를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, "층"이란 해당 층이 존재하는 면적을 70% 이상 덮고 있는 것을 의미한다. 바람직하게는 75% 이상, 더 바람직하게는 80% 이상 덮고 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 층의 "두께"란 해당 층의 하면으로부터 상면까지의 최단거리를 의미한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 산화물; 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
SrxAz-xTiyB1-yO3(0.6＜x＜1, 0.7＜y＜1, 0.8＜z＜1, x＜z)
상기 화학식 1에 있어서, A는 La, Y, Pr, Sm, Gd, Ba 및 Ca로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, B는 Nb, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 산화물을 포함한다. 상기 화학식 1로 표시되는 산화물은 페로브스카이트형 산화물 입자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A는 Sr과 함께 페로브스카이트형 산화물 입자의 A-site를 구성하는 원소이고, 상기 B는 Ti와 함께 페로브스카이형 산화물 입자의 B-site를 구성하는 원소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A는 La, Y, Pr, Sm, Gd, Ba 및 Ca로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이다. 상기 원소들은 Sr과 이온 반경의 크기가 유사한 원소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B는 Nb, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이다. 상기 원소들은 주기율표 상에서 Ti와 인접한 원소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 산화물은 A'B'O3의 화학식으로 표시될 수 있으며, A'는 페로브스카이트형 산화물 입자의 A-site를 의미하고, B'는 B-site를 의미한다. A'의 위치는 입방 단위체(cubic unit)의 꼭지점이고, B'의 위치는 입방 단위체의 중심이며, 이러한 원자들은 산소와 더불어서 12 배위수를 가진다. 이때, A' 및/또는 B'에는 하나 또는 둘 이상의 양이온이 위치할 수 있다.
예를 들면, A'에는 크고 낮은 원자가를 갖는 2종 이상의 양이온이 위치하고, B'에는 일반적으로 작고 높은 원자가를 갖는 양이온이 위치하며, 상기 A'와 B' 위치의 금속 원자들은 8면체 배위에서 6개의 산소 원자들에 의하여 배위된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 산화물은 A-site deficient perovskite 구조를 갖는다. A-site deficient를 가지는 조성에 대해서는 에너지 분산형 분광분석법(Energy Dispersive Spectrometer) 또는 X선 형광분석(X-ray Fluorescence: XRF)와 같은 X-ray 분석을 이용하여, A-site 이온들의 atomic percent 총합 대비 B-site 이온들의 atomic percent 총합의 ratio가 1보다 적게 되면, 이때 A-site deficient perovskite 구조임을 확인 가능하다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 A 사이트에 해당하는 SrxAz-x의 z값의 범위가 0.8＜z＜1이다. 이 경우, z가 1인 경우에 비하여, A-site 양이온들의 확산이 보다 원활해져서 조성물 전체의 소결 밀도가 높아지게 되며, 이를 통해 연결재의 전기 전도도가 상승하는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 알루미나(Al2O3)를 포함함으로써, 산화 또는 환원 분위기에서 높은 전기 전도성을 가지며, 소결 밀도가 높은 장점을 갖는다. 또한, 알루미나는 녹는점이 낮아 소결 시 액상이 형성되어 낮은 온도에서 치밀한 소결체를 제조할 수 있다. 알루미나를 첨가함에 따른 전기 전도도의 성능 증대 원인은, 소결 치밀도의 상승에 따른 입자간의 연결도(connectivity)가 증진되어, 전기적 연결이 보다 원활해져서 전자가 이동하는 것이 용이해지기 때문이다. 알루미나(Al2O3)는 잘 알려져 있는 전이액상 소결 기구 (transient liquid phase sintering)에 의해서, 소결 공정 중에 액상의 형태로 바뀌게 되어 연결재 입자 사이에 젖어 들어가게 되고, 이에 따라 연결재 조성간의 물질 접촉 거리가 짧아지게 된다. 이를 통해, 소결 공정 중에 연결재의 물질 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다. 따라서, 소결이 치밀하게 이루어지게 되며, 액상의 Al2O3는 연결재의 grain 내부로 고용되어 잔류 phase가 남아 있지 않게 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미나는 이 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 수산화 알루미늄 또는 금속 알루미늄을 원료로 하여 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미나의 평균 직경(D50)은 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하, 0.2 ㎛ 이상 0.8 ㎛이하, 바람직하게는 0.2㎛ 이상 0.5㎛ 이하일 수 있다. 상기 알루미나의 평균 직경는 알루미나 제조시에 후열처리 온도의 조절 혹은 분쇄 공정을 통해 조절할 수 있다.
상기 알루미나의 평균 직경는 주사전자현미경(scanning electron microscope: SEM)을 통해 측정할 수 있다. 또는, 상기 알루미나의 평균 직경는 레이저 입도 분포 측정 장치를 사용하여, 레이저 회절법에 의해, 질량 기준으로 누적 백분율 50%에 해당하는 직경을 평균 직경으로 측정할 수 있다.
알루미나의 평균 직경가 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 알루미나(Al2O3)입자가 상기 화학식 1로 표시되는 산화물 입자와 충분한 접촉점을 이루게 되어 소결 조제(sintering aid)로서의 기능을 균일하게 이룰 수 있다. 이를 통해, 소결 후에 grain의 size가 균일하게 형성되었으며, 상기 수치 범위보다 입자 크기가 큰 경우 불균일한 grain size 분포가 됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 도 13 내지 도 16에 나타내었다. 도 13 내지 도 16를 참고하면, 알루미나 입자의 직경(D50)이 0.1㎛ 이상 1.0㎛인 경우, 1.0㎛ 초과 2.0㎛ 이하인 경우에 비하여 소결 후의 grain size가 균일한 것을 확인할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미나의 함량은 조성물 전체 대비 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 2 mol% 이상 5 mol% 이하, 가장 바람직하게는 2 mol% 이상 3 mol% 이하일 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 연결재의 소결 밀도가 높아지는 것과 동시에 Al3+ cation이 연결재의 격자로 고용되어 hole 농도를 증대 시킬 수 있으며 이에 따라 대기 또는 수소 분위기 하에서 연결재의 전기 전도도가 우수한 효과가 있으며, 조성물을 이용하여 연결재를 제조하였을 때, 연결재 구조가 치밀하다는 장점이 있다.
상기 알루미나의 함량은 연결재 제조시에 알루미나의 몰 수와 산화물의 몰 수를 일정 범위로 조절하여 달성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미나의 비표면적은 12 m2/g 이상 18 m2/g 이하, 바람직하게는 12 m2/g 이상 15 m2/g 이하일 수 있다. 상기 알루미나의 비표면적은 이 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의하여 측정할 수 있다. 예를 들어, BET(Brunauer-Emmett-Teller)를 사용하여 질소 흡착법에 의해 측정할 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 알루미나에 불순물이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 소결 온도는 1700℃ 이하, 1600℃ 이하, 또는 1500℃ 이하일 수 있다. 소결이란, 원료의 녹는점 이하의 온도이고, 분체 입자 간의 결합이 일어나 응고되는 현상을 말한다. 소결 초기에는 분체 입자 간의 기공이 크게 존재하나, 소결 중기에서는 입자 간 거리가 가까워지게 되고, 소결 말기에는 기공이 초기보다 작아지게 된다. 상기 온도 수치 범위를 만족하는 경우, 연결재의 치밀도와 기계적 특성을 유지할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 1380℃에서 96% 이상의 소결 밀도를 갖는 것일 수 있고, 바람직하게는 1380℃에서 97% 이상의 소결 밀도, 바람직하게는 1380℃에서 98% 이상의 소결 밀도를 갖는 것일 수 있다. 소결 밀도가 상기와 같을 경우, 입자간 거리가 치밀해져서 연결재의 전기 전도도가 향상되는 효과가 있다.
상기 소결 밀도는 아르키메데스 원리를 이용한 겉보기 밀도의 측정 방법을 통해 측정한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 1380℃에서 8% 이하의 겉보기 기공율(apparent porosity), 바람직하게는 6% 이하, 더욱 바람직하게는 4% 이하일 수 있다. 겉보기 기공율이 상기 수치 범위를 만족할 경우, 연결재의 구조가 치밀하여, 내구성이 향상될 수 있다.
겉보기 기공율이란, 기공을 가지는 다공체의 총 용적 중에서 기공이 점하는 용적의 백분율로서, 겉보기 기공율 P0는 하기 식에 따라 계산할 수 있다.
Figure pat00001
상기 겉보기 기공율을 측정하기 위하여, 불순물을 제거하기 위하여 초음파 세척기에서 세척 및 100℃ 순환 건조기 내에서 24시간 건조를 실시한다. 이후, 건조 시편의 무게를 측정하고 이를 건조 무게 W1으로 한다. 이후, 건조 시편을 증류수 속에 침지하여 3시간 동안 끓인 후 상온까지 냉각하며, 이를 포수 시료라 칭한다. 포수 시료는 철사를 이용하여 수중에 고정시키고, 철사의 무게를 뺀 값을 포수 시료의 물 속 무게 W2로 한다. 이후, 포수 시료를 물에서 꺼내어 표면의 물기를 제거한 후, 무게를 측정하며 이를 포수 시료의 무게 W3라고 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 전기 전도도는 900℃의 산화 분위기에서 0.1 S/cm 이상, 바람직하게는 0.12 S/cm 이상, 가장 바람직하게는 0.15 S/cm 이상 일 수 있다. 전기 전도도는 높으면 높을수록 좋으므로, 상한치를 특별히 한정하지는 않는다. 산화 분위기의 측정 조건은 air 에서 측정될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 전기 전도도는 900℃의 환원 분위기에서 1.0 S/cm 이상, 1.5 S/cm 이상, 또는 2.0 S/cm 이상일 수 있다. 전기 전도도는 높으면 높을수록 좋으므로, 상한치를 특별히 한정하지는 않는다. 환원 분위기의 측정 조건은 4% H2/N2의 혼합 기체 분위기에서 측정될 수 있다.
상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 전기 전도도는 이 기술이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 4 단자법(4-point probe)를 사용할 수 있다. 먼저, 단자 1 및 4를 통해 흐르는 전류와 단자 2 및 3 사이의 전압을 측정하고, 옴의 법칙을 이용하여 상기 전류와 전압의 비율을 측정한다.
상기 4 단자법을 이용하여 전압을 구하고, 여기에 보정계수를 곱하여 표면 저항(Ω/□)을 구한다. 보정계수는 시험편의 사이즈, 두께, 측정시의 온도 등을 고려하여 측정 기기에서 산출되는 값이다.
계산된 표면 저항(Ω/□)에 시편의 두께(t)를 곱하여 비저항((Ω/cm)을 구할 수 있으며, 이렇게 얻어진 비저항의 역수를 전기 전도도로 환산할 수 있다.
상기 수치 범위를 만족하는 경우, 고체산화물 연료전지의 구동 온도인 900℃ 이하에서 전기 전도도가 우수한 장점을 갖는다.
연결재의 전기 전도도가 상기 수치 범위와 같을 경우, 연결재의 전기 전도도가 높아 고체산화물 연료전지에 적용시 전지 성능이 우수한 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Sr0.66Laz-0.66TiyNb1-yO3(0.7＜y＜1, 0.8＜z＜1)
본 명세서는 상술한 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 준비하는 단계; 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 가압하여 평판형 연결재를 형성하는 단계; 및 상기 평판형 연결재를 1380℃ 이하의 온도에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 준비하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 산화물 입자를 제조하는 단계; 및 상기 산화물 입자와 알루미나(Al2O3)를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 산화물 입자를 제조하는 단계는 산화물 입자의 구성 성분의 함량을 조절하여 준비하는 칭량 단계; 산화물 입자의 구성 성분을 분산시켜 혼합하는 단계; 소결 단계; 및 건조 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 용매, 분산제, 바인더 및 가소제로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 알코올계 용매일 수 있으며, 예를 들면 에틸 알코올일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 산화물 입자의 구성 성분을 분산시켜 혼합하는 단계는 산화물 입자와 용매 등을 물리적으로 섞어주는 것을 의미하며, 150rpm 내지 300rpm으로 5시간 내지 10 시간 동안 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 산화물 입자의 구성 성분을 분산시켜 혼합하는 단계는 5mm, 10mm 또는/및 15mm 지르코니아 볼을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 건조 단계는 60℃ 내지 80℃의 온도에서 드라이 오븐(dry oven)을 이용하여 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 산화물 입자와 알루미나(Al2O3)를 혼합하는 단계는 볼-밀을 이용하여 습식 혼합될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 가압하여 평판형 연결재를 형성하는 단계는 금속 소재의 압축 금형에 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 코팅하는 단계; 1 내지 3 metric tons의 압력으로 20초 내지 10분 간 가압하는 단계; 및 가압된 조성물을 금형에서 탈형하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 평판형 연결재를 1380℃ 이하의 온도에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 소결하는 단계는 25℃ 및 대기 조건에서 출발하여 5℃/min의 승온 속도로 승온하여 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 고체산화물 연료전지는 2 이상의 단위셀; 및 상기 2 이상의 단위셀 사이에 구비된 상술한 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물 또는 이의 소결체를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재를 포함하고, 상기 단위셀은 연료극, 공기극 및 상기 연료극과 상기 공기극 사이에 구비된 전해질을 포함하고, 상기 고체산화물 연료전지 연결재는 상기 단위셀의 공기극 또는 연료극과 접하는 것일 수 있다.
상기 '접하는 것'의 의미는, 상기 고체산화물 연료전지 연결재와 상기 단위셀의 공기극 또는 연료극이 물리적으로 접촉하고 있는 것을 의미하며, 상기 고체산화물 연료전지 연결재의 전체 면적에 상기 단위셀의 공기극 또는 연료극이 접촉하여 결합되어 있는 것을 의미하는 것은 아니며, 대부분은 접촉하여 결합되어 있고, 부분적으로 이격되어 있다고 하여도 이격된 부분도 대응하는 면을 대면하고 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 단위셀은 고체 산화물 연료 전지의 가장 기본 단위로서, 연료극, 공기극 및 연료극과 공기극 사이에 구비된 전해질을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 연료극은 환원분위기에서 안정성이 높고, 높은 이온전도도 및 높은 전자전도도를 가지는 재료이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 산화니켈(NiO) 및 이트리아 안정화 지르코니아(Yttria stabilized Zirconia, YSZ)가 혼합된 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공기극은 산화분위기에서 안정성이 높고, 높은 이온전도도 및 높은 전자전도도를 가지는 재료이면, 특별히 제한되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전해질은 산화 및 환원 분위기에서 안정성이 높고, 높은 이온전도도 및 낮은 전자전도도를 가지는 재료이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 전해질은 이트리아 안정화 지르코니아, (La, Sr)(Ga, Mg)O3, Ba(Zr,Y)O3, GDC(Gd doped CeO2), YDC(Y2O3 doped CeO3), YSZ(Yttrium stabilized zirconia), 스칸디움 안정화 지르코니아(ScSZ(Scandium stabilized zirconia)) 등을 사용하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 단위셀은 밀봉재를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉재는 단위셀의 연료극, 공기극 및 연결재와 열팽창계수가 유사하고, 각 구성 간의 밀봉이 가능한 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 실리카, 알칼리 또는 알칼리 희토류 산화물 등이 있다.
본 명세서에서, 상기 "접한다"의 의미는 직접 접하는 것뿐만 아니라, 연결재층을 통하여 간접적으로 접하는 것도 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 고체산화물 연료 전지용 연결재는 상기 복수 개의 단위셀을 직렬 연결한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 복수 개의 단위셀 중 m 번째 단위셀의 연결재는 상기 m 번째 공기극과 m+1번째 연료극을 직렬 연결한다. 상기 m은 1 이상의 정수이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<실시예 1>
<Sr 0.66 La 0.28 Ti 0.95 Nb 0.05 O 3 시료 분말 합성>
<제조예 1: 원료 계량>
계산된 몰(mole) 비율에 맞게 하기 표 1의 출발재료의 몰 비를 계량하여 용기에 투입하고, 에틸알코올을 용매로 사용하였다. 용매와 함께 혼합된 분말을 물리적으로 섞어주기 위하여, 150 rpm 내지 300 rpm으로 5시간 내지 10시간 동안 혼합하였다. 이때, 5mm, 10mm, 15mm 지르코니아 볼을 사용하였다. 이후, 2~3일 동안 건조하였다. 이때, 드라이 오븐(dry oven)의 온도를 60~80℃로 하여 용매를 증발시켰다.
Sr La Ti Nb
원료물질 SrCO3 La2O3 TiO2 Nb2O5
몰비 0.66 0.28 0.95 0.05
상기 Sr0.66La0.28Ti0.95Nb0.05O3 시료 분말의 몰 수를 기준으로 알루미나(Al2O3) 입자를 약 2 mol% 혼합하고, 볼-밀을 이용하여 습식 혼합하였다. 이후, 1g 가량의 혼합물을 금속 압축 금형을 이용하여 프레스 공정으로 2 metric tons의 압력으로 30초간 유지한 후, 금형에서 탈형하여 전기로(Muffle Furnace)에서 25℃ 및 대기 조건(air)에서 시작하여 5℃/min의 승온 속도로 승온하고 1380℃ 이하의 온도에서 1시간 동안 소결하여 연결재를 제조하였다. 이때, 연결재의 성분을 SEM-EDS 및 XRD로 확인하여 도 1에 나타내고 연결재 표면 사진을 도 10에 나타내었고, 구체적인 수치값은 하기 표 2와 같다. 이를 통해, 상기 고체산화물 연료전지 연결재에 SrLaTiNbO3 및 Al2O3의 구성 원소가 존재함을 확인할 수 있다.
성분 O Al Ti Sr La Total
성분비(wt%) 26.53 1.00 22.18 30.40 19.89 100.00
이때, 알루미나(Al2O3) 입자의 사진은 도 8에 나타낸 바와 같고, 입도(입자의 직경) 분포는 도 9에 나타낸 바와 같다(0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하, 구체적으로는 0.3~0.5㎛). 이때, 조성물 전체 대비 알루미나 입자의 몰수비는 2 mol% 이었다. 상기 몰수비는 각각의 원소의 성분비, 이들의 원자량 및 SrLaTiNbO3 및 Al2O3의 분자식을 이용하여 산출하였다.
<실시예 2 내지 7 및 비교예 1>
알루미나 입자의 몰수를 변경하여 연결재를 제조하였다. 조성물 전체 대비 알루미나 입자의 몰수를 2 mol% 대신에 아래 표 3의 몰수로 각각 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연결재를 제조하였다.
구분 실시예 비교예
번호 1 2 3 4 5 6 7 1
알루미나 입자 몰수 2mol% 0.5mol% 1 mol% 3 mol% 4 mol% 5 mol% 10 mol% 20 mol%
<비교예 2: 알루미나 입자가 포함되지 않은 연결재>
상기 실시예 1에서 Al2O3가 포함되지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연결재를 제조하였다.
도 1은 실시예 1 및 비교예 2에 따른 연결재의 X-선 회절 분석 결과로서, 실시예 1의 경우 2θ가 30도 내지 33도 범위에서 단일 피크를 가지며, 비교예 2에 비하여 이때의 피크 강도가 센 것을 확인할 수 있었다.
<비교예 3: 알루미나 입자 직경이 큰 연결재 제조>
상기 실시예 1에서 알루미나(Al2O3)입자의 직경이 1.0㎛ 초과 2.0㎛이하인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연결재를 제조하였다.
<실험예 1: 소결 밀도 측정>
알루미나 입자 포함 유무에 따른 연결재의 소결 밀도를 측정 및 이를 비교하였다.
상기 실시예 1 연결재의 표면을 주사전자현미경(scanning electron microscope)으로 관찰하고 도 2에 나타내고, 비교예 2 연결재의 표면을 같은 방법으로 관찰하고 도 3에 나타내었다.
또한, 실시예 1 연결재의 단면(cross section)을 관찰하고 도 4에 나타내고, 비교예 2 연결재의 단면을 같은 방법으로 관찰하고 도 5에 나타내었다.
실시예 1의 연결재는 비교예 2의 연결재에 비하여 소결 이후 기공이 적은 것을 확인할 수 있었다. 각 사진의 검은색 부분이 기공에 해당한다.
각 연결재의 겉보기 기공율을 상술한 방법에 의해 측정하였으며, 비교예 2의 연결재의 겉보기 기공율은 약 11.4%이고, 실시예 1의 겉보기 기공율은 약 0.13%이었다(측정온도: 1380℃).
이를 통해, 연결재가 알루미나 입자를 포함하는 경우 소결 이후 기공율이 낮은 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 2: 열팽창계수 측정>
알루미나 입자 포함 유무에 따른 연결재의 열팽창계수를 측정 및 이를 비교하였다.
실시예 1 및 비교예 2의 연결재를 3mm(W)x3mm(D)x15mm(L)의 dimension을 갖는 펠릿(pellet) 형태로 성형한 후, 열팽창계수 측정기(Dilatometer, Linseis사 L75 모델 사용)를 사용하여 25℃에서 출발하여 1,000℃까지 5℃/min의 승온 속도로 온도를 상승시키고 초기 길이(L0) 대비 팽창된 정도(dL)를 측정하여 도 6에 나타내었다.
이때, 900℃에서의 열팽창계수를 측정한 결과, 실시예 1의 연결재는 10.72x10-3K-1이었으며, 비교예 2의 연결재는 10.82x10-3K-1이었다.
이로부터, 알루미나 입자를 포함하지 않는 비교예 2의 연결재에 비하여, 알루미나 입자를 포함하는 본원 실시예 1의 연결재의 열팽창계수가 더 낮은 값을 나타내며, 따라서 연료 전지에 사용시 열적 안정성이 우수함을 알 수 있었다.
<실험예 3: 전기 전도도 측정>
알루미나 입자의 유무에 따른 연결재의 전기 전도도 변화를 비교하였다.
실시예 1 및 비교예 2의 연결재에 대하여 DC 4-probe 법을 이용하여 전기 전도도를 측정하였다.
실시예 1의 연결재의 전기 전도도는 900℃의 공기극 분위기(air 분위기: 산화분위기)에서 0.15S/cm이었으며, 연료극 분위기(4% H2/N2 분위기: 환원분위기)에서 1.9S/cm이었다.
비교예 2의 연결재는 900℃의 공기극 분위기(air 분위기)에서 10-5~10-4S/cm이었다.
구체적으로, 실시예 1의 공기극 분위기에서 온도의 변화에 따른 전기 전도도를 도 7에 나타내었다(비교예 2의 결과는 미도시).
상기 결과로부터, 비교예 2의 연결재 대비 본원 실시예 1에 따른 연결재가 공기극 분위기에서 높은 전기 전도도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 4: 전기 전도도 측정>
알루미나 입자의 함량(mol%)에 따른 전기 전도도 변화를 비교하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1의 연결재에 대하여 DC 4-probe 법을 이용하여 전기 전도도를 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 4 및 도 11에 나타내었다.
구분 알루미나 입자 몰수 전기 전도도
900℃ 공기극 분위기
(air 분위기)		 900℃ 연료극 분위기
(4% H2/N2 분위기)
실시예 1 2.0 mol% 0.15 S/cm 1.9 S/cm
실시예 2 0.5 mol% 0.0038 S/cm 2.13 S/cm
실시예 3 1 mol% 0.038 S/cm 0.943 S/cm
실시예 4 3 mol% 0.16 S/cm 0.78 S/cm
실시예 5 4 mol% 0.14 S/cm 0.68 S/cm
실시예 6 5 mol% 0.08 S/cm 0.81 S/cm
실시예 7 10 mol% 0.02 S/cm 0.7 S/cm
비교예 1 20 mol% 10*10-3 S/cm 이하 0.28 S/cm
상기 결과로부터, 알루미나 입자의 함량이 2 내지 4 mol%일 때(실시예 1, 4 및 5), 보다 구체적으로는 알루미나 입자의 함량이 2 또는 3 mol%일 때, 공기극 및 연료극 분위기에서 전기 전도도가 우수하였다.
<실험예 5: 겉보기 기공율 측정>
알루미나 입자의 함량(mol%)에 따른 겉보기 기공율을 비교하였다.
각 연결재의 겉보기 기공율을 상술한 방법에 의해 측정하고, 하기 표 5 및 도 12에 나타내었다(측정 온도: 1380℃).
구분 알루미나 입자 몰수 겉보기 기공율
실시예 1 2.0 mol% 0.13 ± 0.08 %
실시예 2 0.5 mol% 4.04 ± 2.8 %
실시예 3 1 mol% 3.68 ± 1.47 %
실시예 4 3 mol% 1.84 ± 1.47 %
실시예 5 4 mol% 0.23 ± 0.18 %
실시예 6 5 mol% 0.04 ± 0.04 %
실시예 7 10 mol% 0.09 ± 0.04 %
비교예 1 20 mol% 0.09 ± 0.03 %
<실험예 6: 알루미나 입자의 직경에 따른 소결 후 외관 비교>
알루미나 입자의 직경에 따라, 소결 후의 연결재의 구조적 안정성을 비교하였다.
실시예 1 및 비교예 3의 연결재의 소결 전/후의 표면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 관찰하였다.
알루미나 입자의 직경(D50)이 0.1㎛ 이상 1.0㎛인 경우(실시예 1), 소결 후의 grain size가 균일하였으나, 알루미나 입자의 직경(D50)이 1.0 초과 2.0㎛ 이하인 경우(비교예3), 소결 후의 grain size가 균일하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
도 13 및 도 14에 실시예 1의 연결재의 소결 전(도 13)과 후(도 14)의 표면 구조를 나타내었으며, 도 15 및 도 16에 비교예 3의 연결재의 소결 전(도 15)과 후(도 16)의 표면 구조를 나타내었다.
위 실시예 및 비교예의 연결재의 특성과 실험예의 실험결과를 정리하여 아래 표 6에 정리하였다.
Figure pat00002
상기 결과로부터, 실시예에 따른 연결재는 소결밀도 및 열팽창계수가 낮으나, 전기 전도도가 우수하고 겉보기 기공율이 낮으므로, 소결 전후의 구조적 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 산화물; 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물:
    [화학식 1]
    SrxAz-xTiyB1-yO3(0.6＜x＜1, 0.7＜y＜1, 0.8＜z＜1, x＜z)
    상기 화학식 1에 있어서,
    A는 La, Y, Pr, Sm, Gd, Ba 및 Ca로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고,
    B는 Nb, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 알루미나의 평균 직경(D50)은 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 알루미나의 비표면적은 12 m2/g 이상 18 m2/g 이하인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 알루미나의 함량은 조성물 전체 대비 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하인 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 1380℃에서 96% 이상의 소결 밀도를 갖는 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물은 1380℃에서 8% 이하의 겉보기 기공율(apparent porosity)을 갖는 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 전기 전도도는 900℃의 산화 분위기에서 0.1 S/cm 이상인 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물의 전기 전도도는 900℃의 환원 분위기에서 1.0 S/cm 이상인 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물.
    [화학식 2]
    Sr0.66Laz-0.66TiyNb1-yO3(0.7＜y＜1, 0.8＜z＜1)
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 준비하는 단계;
    상기 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물을 가압하여 평판형 연결재를 형성하는 단계; 및
    상기 평판형 연결재를 1380℃ 이하의 온도에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 소결하는 단계를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법.
  11. 2 이상의 단위셀; 및
    상기 2 이상의 단위셀 사이에 구비된 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물 또는 이의 소결체를 포함하는 고체산화물 연료전지 연결재를 포함하고,
    상기 단위셀은 연료극, 공기극 및 상기 연료극과 상기 공기극 사이에 구비된 전해질을 포함하고,
    상기 고체산화물 연료전지 연결재는 상기 단위셀의 공기극 또는 연료극과 접하는 것인 고체산화물 연료전지.

KR1020190017824A 2019-02-15 2019-02-15 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 KR102683197B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190017824A KR102683197B1 (ko) 2019-02-15 2019-02-15 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190017824A KR102683197B1 (ko) 2019-02-15 2019-02-15 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200099784A true KR20200099784A (ko) 2020-08-25
KR102683197B1 KR102683197B1 (ko) 2024-07-08

Family

ID=72242213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190017824A KR102683197B1 (ko) 2019-02-15 2019-02-15 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102683197B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3723189B2 (ja) * 2003-05-26 2005-12-07 三菱重工業株式会社 固体電解質型燃料電池
KR20140120170A (ko) 2013-04-02 2014-10-13 한국에너지기술연구원 고체산화물 연료전지 금속분리판 보호막용 세라믹 분말의 제조방법 및 그 보호막
JP2015115175A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 固体酸化物型燃料電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3723189B2 (ja) * 2003-05-26 2005-12-07 三菱重工業株式会社 固体電解質型燃料電池
KR20140120170A (ko) 2013-04-02 2014-10-13 한국에너지기술연구원 고체산화물 연료전지 금속분리판 보호막용 세라믹 분말의 제조방법 및 그 보호막
JP2015115175A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 固体酸化物型燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR102683197B1 (ko) 2024-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5390587B2 (ja) 積層型固体酸化物形燃料電池用スタック構造体、積層型固体酸化物形燃料電池及びその製造方法
AU2004216002B2 (en) Porous electrode, solid oxide fuel cell, and method of producing the same
EP2306568B1 (en) Interconnector material, intercellular separation structure, and solid electrolyte fuel cell
EP2797147B1 (en) Solid oxide fuel cell
JP2012227142A (ja) 燃料電池用正極材料、これを含む燃料電池用正極および固体酸化物形燃料電池
KR20130099704A (ko) 고체산화물 연료전지용 기능층 소재, 및 상기 소재를 이용하여 제조된 기능층과 상기 기능층을 포함하는 고체산화물 연료전지
KR101892909B1 (ko) 프로톤 전도성 산화물 연료전지의 제조방법
Quarez et al. Compatibility of proton conducting La6WO12 electrolyte with standard cathode materials
JP4928642B1 (ja) 固体酸化物型燃料電池
US20120308915A1 (en) Cathode material for fuel cell, cathode including the cathode material, solid oxide fuel cell including the cathode
KR20130123189A (ko) 고체산화물 연료전지용 음극 지지체 및 그 제조방법과 이를 포함한 고체산화물 연료전지
KR100622711B1 (ko) 상호침투형 복합구조를 가지는 고체산화물 연료전지의 연료극 및 이의 제조방법
EP2538474A2 (en) Material for solid oxide fuel cell, cathode including the material, and solid oxide fuel cell including the material
KR20200019623A (ko) 고체 전해질 부재, 고체 산화물형 연료 전지, 수 전해 장치, 수소 펌프 및 고체 전해질 부재의 제조 방법
Xin et al. Fabrication of dense YSZ electrolyte membranes by a modified dry-pressing using nanocrystalline powders
KR101330173B1 (ko) 고체 산화물 연료전지용 캐소드와 그 제조 방법 및 이 캐소드를 포함하는 연료전지
KR102111859B1 (ko) 고체산화물 연료 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
JP6836156B2 (ja) 燃料電池
KR20120135463A (ko) 연료전지용 양극 소재, 상기 소재를 포함하는 연료전지용 양극 및 고체산화물 연료전지
JP5883020B2 (ja) セラミック焼結体および高温用部材ならびに電気化学素子
JP7107875B2 (ja) 燃料極－固体電解質層複合体の製造方法
KR20200099784A (ko) 고체산화물 연료전지 연결재용 조성물, 이를 이용한 고체산화물 연료전지 연결재의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지
US20100297527A1 (en) Fast Ion Conducting Composite Electrolyte for Solid State Electrochemical Devices
WO2014024960A1 (ja) 固体酸化物型燃料電池
KR20200105173A (ko) 고체산화물 연료전지용 공기극, 이를 포함하는 고체산화물 연료 전지, 이를 포함하는 전지모듈 및 고체산화물 연료전지의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant