KR20240082127A - 고체산화물 셀 - Google Patents

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KR20240082127A
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이재석
박중덕
이홍렬
장재혁
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Abstract

본 발명의 일 실시형태는 연료극과, 공기극 및 상기 연료극 및 공기극 사이에 배치되며 복수의 로드(rod)를 포함하는 전해질을 포함하며, 상기 연료극 및 공기극 중 적어도 하나는 복수의 로드의 표면을 따라 형성된 고체산화물 셀을 제공한다.

Description

고체산화물 셀 {SOLID OXIDE CELL}
본 발명은 고체산화물 셀에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)와 고체산화물 수전해전지(SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell)는 공기극, 연료극, 산소이온 전도성을 갖는 고체전해질로 구성된 셀을 포함하며, 여기서 상기 셀은 고체산화물 셀로 칭할 수 있다. 고체산화물 셀은 전기화학반응으로 전기 에너지를 생산하거나 고체산화물 연료전지의 역반응으로 물을 전기분해하여 수소를 생산한다. 고체산화물 셀은 다른 종류의 연료전지나 수전해전지, 예컨대, 인산형 연료전지(PAFC), 알칼리형 연료전지(AFC), 고분자전해질형 연료전지(PEMFC), 직접메탄올 연료전지(DMFC) 등과 비교하여 낮은 활성화 분극을 바탕으로 하여 과전압이 낮고, 비가역적 손실이 적으므로 효율이 높다. 또한, 수소뿐만 아니라 탄소 또는 하이드로 카본계의 연료로 사용할 수 있어 연료 선택 폭이 넓으며, 전극에서의 반응속도가 높기 때문에 전극 촉매로서 값비싼 귀금속을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
고체산화물 셀은 일반적으로 전극층들 사이에 전해질이 배치된 구조이며 전지로서 기능하도록 하는 반응은 전극층에서 일어난다. 전극층에서 효과적으로 반응이 일어나기 위해서는 가스가 쉽게 드나들 수 있어야 하는데 이를 위해서 전극층을 다공체로 형성하는 기술 등이 알려져 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 원활한 가스 흐름을 제공함으로써 반응성이 높은 고체산화물 셀을 구현하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 고체산화물 셀의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 연료극과, 공기극 및 상기 연료극 및 공기극 사이에 배치되며 복수의 로드(rod)를 포함하는 전해질을 포함하며, 상기 연료극 및 공기극 중 적어도 하나는 복수의 로드의 표면을 따라 형성된 형태이다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 열과 행을 이루어 규칙적으로 배열될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 종횡비가 2이상인 로드를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 전해질은 상기 연료극 및 공기극 측에 각각 위치하는 제1면 및 제2면을 갖는 베이스층을 포함하며, 상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제1면 및 제2면 중 적어도 하나의 면에 배치될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제1면에 배치되며 상기 연료극은 상기 베이스층과 상기 복수의 로드 표면을 따라 형성될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 연료극의 표면은 불규칙한 형상일 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 연료극은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제2면에 배치되며 상기 공기극은 상기 베이스층과 상기 복수의 로드 표면을 따라 형성될 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 공기극의 표면은 불규칙한 형상일 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 공기극은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 베이스층은 세라믹 소결체이며, 상기 복수의 로드는 단결정 구조일 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 베이스층 및 상기 복수의 로드는 세라믹 소결체일 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 원기둥 및 삼각 기둥 중 적어도 하나의 형상인 로드를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 튜브 형상인 로드를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상기 복수의 로드는 표면에 형성된 복수의 돌출부를 갖는 로드를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
연료극과, 공기극 및 상기 연료극 및 공기극 사이에 배치되며 종횡비가 2이상인 복수의 로드(rod)를 포함하는 전해질을 포함하는 고체산화물 셀을 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 고체산화물 셀의 경우, 원활한 가스 흐름을 제공하여 반응성이 우수할 수 있다. 따라서 이러한 고체산화물 셀을 연료전지나 수전해전지로 사용 시 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고체산화물 셀을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 고체산화물 셀에 채용될 수 있는 전해질을 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 변형된 예에 따른 고체산화물 셀을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6은 고체산화물 셀의 일 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 7은 전해질의 로드 구조를 형성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 8은 전해질의 로드 구조를 형성하는 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 9 내지 11은 전해질의 로드 구조로서 사용될 수 있는 형상들의 예를 나타낸다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고체산화물 셀을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 고체산화물 셀에 채용될 수 있는 전해질을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고체산화물 셀(100)은 주요 구성 요소로서 연료극(110), 공기극(130) 및 이들 사이에 배치되며 복수의 로드(rod, 122)를 포함하는 전해질(120)을 포함한다. 그리고 연료극(110) 및 공기극(130) 중 적어도 하나는 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성되며, 도 1은 연료극(110)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성된 예를 나타낸다. 다만 도 3의 번형 예와 같이, 공기극(130)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성될 수 있으며, 또한, 도 4의 변형 예와 같이, 연료극(110)과 공기극(130) 모두가 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성될 수도 있다.
전해질(120)에 구비된 복수의 로드(122)는 가스가 쉽게 드나들 수 있는 통로로 기능함으로써 고체산화물 셀(100) 내에서 반응성이 향상될 수 있다. 또한, 종래에 사용되던 다공성 전극에서 기공이 랜덤하게 형성되는 것과 달리 전해질(120)의 로드(122) 구조를 통하여 기공의 크기와 형태를 효과적으로 조절할 수 있으므로 반응성은 더욱 향상될 수 있다. 그리고 이러한 장점들은 고체산화물 셀(100)의 특성 향상에 크게 기여할 수 있다. 이하, 고체산화물 셀(100)의 구성 요소들은 구체적으로 설명하며, 고체산화물 셀(100)이 연료전지로 사용되는 경우를 주로 설명한다. 다만, 고체산화물 셀(100)은 수전해전지로도 사용될 수 있으며 이 경우, 고체산화물 셀(120)의 연료극(110)과 공기극(130)에서는 연료전지일 경우와 반대되는 반응이 일어날 것이다.
구체적으로, 고체산화물 셀(100)이 연료전지일 경우, 예컨대 연료극(110)에서는 수소의 산화로 인한 물 생성 또는 탄소화합물의 산화 반응이 일어날 수 있으며, 공기극(130)에서는 산소의 분해에 따른 산소 이온 발생 반응이 일어날 수 있다. 고체산화물 셀(100)이 수전해전지일 경우에는 이와 반대되는 반응이 일어날 수 있으며, 예컨대, 연료극(110)에서는 물의 환원 반응에 따라 수소 기체가 발생할 수 있으며, 공기극(130)에서는 산소가 발생할 수 있다. 또한 다른 예로서, 연료전지일 경우, 연료극(110)에서는 수소의 분해(수소 이온 발생) 반응이, 공기극(130)에서는 산소와 수소 이온이 결합되어 물이 발생될 수 있으며, 수전해전지일 경우, 연료극(110)에서 물의 분해(수소 및 산소 이온 발생) 반응이 일어나며 공기극(130)에서 산소가 발생될 수 있다. 그리고 전해질(120)에서는 연료극(110)이나 공기극(130)으로 이온들이 이동할 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 상술한 바와 같이, 연료극(110)은 전해질(120)의 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성되며, 후술할 바와 같이 전자 전도체, 예컨대, Ni 등을 포함하는 금속체로 이루어지고 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않을 수 있다. 이는 전해질(120)의 복수의 로드(122)가 이온 전도체로 기능할 수 있기 때문이다.
연료극(110), 전해질(120), 공기극(130)을 구성하는 물질들에 대하여 구체적으로 설명하면, 우선, 연료극(110)은 전자 전도체와 이온 전도체를 포함할 수 있다. 이 경우, 연료극(110)은 금속 함유상 및 세라믹상을 포함하는 서멧층을 포함할 수 있는데 각각은 전자 전도체와 이온 전도체에 해당할 수 있다. 여기서 상기 금속 함유상은 전자 전도체로 작용하는 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu) 또는 이들의 합금 등과 같은 금속 촉매를 포함할 수 있다. 상기 금속 촉매는 금속 상태일 수 있거나 산화물 상태일 수 있다. 연료극(110)의 상기 세라믹상의 경우, 가돌리니아 도핑 세리아(GDC), 사마리아 도핑 세리아(SDC), 이테르비아 도핑 세리아(YDC), 스칸디아 안정화 지르코니아(SSZ), 이테르비아 세리아 스칸디아 안정화 지르코니아(YbCSSZ) 등을 포함할 수 있다. 한편 상술한 바와 같이, 도 1 및 도 4에 도시된 형태와 같이 연료극(110)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라, 즉, 표면을 추종하여 형성되는 경우 연료극(110)은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않을 수 있다. 이와 달리, 도 3에 도시된 형태와 같이 연료극(110)이 평판형 구조인 경우라면 연료극(110)은 전자 전도체와 이온 전도체를 포함하는 다공체로 형성될 수도 있을 것이다.
전해질(120)은 연료극(110)과 공기극(130) 사이에 배치된다. 전해질(120)을 구성하는 물질의 예로서, 전해질(120)은 안정화된 지르코니아를 포함할 수 있다. 구체적으로 전해질(120)은 스칸디아 안정화 지르코니아(SSZ), 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ), 스칸디아 세리아 안정화 지르코니아(SCSZ), 스칸디아 세리아 이트리아 안정화 지르코니아(SCYSZ), 스칸디아 세리아 이테르비아 안정화 지르코니아(SCYbSZ) 등을 포함할 수 있다.
공기극(130)은 예컨대 란탄 스트론튬 망가나이트(LSM)와 같은 전자 전도성 페로브스카이트 재료와 같은, 전자 전도성 재료를 포함할 수 있다. 다른 전도성 페로브스카이트, 예컨대 란탄 스트론튬 코발트(LSC), 란탄 스트론튬 코발트 망간(LSCM), 란탄 스트론튬 코발트 페라이트(LSCF), 란탄 스트론튬 페라이트(LSF), La0.85Sr0.15Cr0.9Ni0.1O3 (LSCN)이나 Pt와 같은 금속도 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기극(130)은 전자 전도체와 이온 전도체(예컨대 이온 전도성 세라믹 재료)의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기극(130)은 약 10중량% 내지 약 90중량%의 전기 전도성 재료(예를 들어, LSM 등) 및 약 10중량% 내지 약 90중량%의 이온 전도성 재료를 포함할 수 있다. 여기서 이온 전도성 재료는 지르코니아 기반(예를 들어, YSZ) 및/또는 세리아 기반 재료를 더 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 형태와 같이 공기극(130)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라, 즉, 표면을 추종하여 형성되는 경우 공기극(130)은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않을 수 있다. 이와 달리, 도 1에 도시된 형태와 같이 공기극(130)이 평판형 구조인 경우라면 공기극(130)은 전자 전도체와 이온 전도체를 포함하는 다공체로 형성될 수도 있을 것이다.
전해질(120)의 로드(122) 구조를 더욱 구체적으로 설명하면, 복수의 로드(122)는 밑면의 직경(d)보다 높이(h)가 더 긴 형상의 구조물일 수 있다. 이 경우, 복수의 로드(122)는 종횡비(aspect ratio)가 2이상인 로드를 포함할 수 있다. 로드(122)의 직경(d)은 밑면이 원형이 아닌 경우에는 원상당 직경을 의미할 수 있으며, 이 외에도 최대 직경과 이에 수직한 방향의 직경을 평균한 값일 수도 있다.
도 2에 도시된 형태와 같이, 복수의 로드(122)는 열과 행을 이루어 규칙적으로 배열될 수 있다. 복수의 로드(122)를 규칙적으로 배치함으로써 가스의 흐름이 원활해지고 연료극(110) 내에서 반응 영역이 확대될 수 있으며, 나아가, 고체산화물 셀(100) 내에서 전체적으로 반응 영역이 균일하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 전기 전도 경로, 이온 전도 경로, 가스 유동 경로가 랜덤하기보다 균일하게 조절될 수 있으며 유효한 반응 영역, 예컨대, 전자 전도체, 이온 전도체, 가스의 삼상계면(Three Phase Boundary)의 유효 면적이 증가될 수 있다.
전해질(122)은 연료극(110) 및 공기극(130) 측에 각각 위치하는 제1면(S1) 및 제2면(S2)을 갖는 베이스층(121)을 포함하며, 여기서, 복수의 로드(122)는 베이스층(121)의 제1면(S1) 및 제2면(S2) 중 적어도 하나의 면에 배치될 수 있다. 이 경우, 도 2의 실시 형태와 같이 복수의 로드(122)는 베이스층(121)의 제1면(S1)에 배치되며 연료극(110)은 베이스층(121)과 복수의 로드(122) 표면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 도 3의 실시 형태와 같이, 복수의 로드(122)는 베이스층(121)의 제2면(S2)에 배치되며 공기극(130)은 베이스층(121)과 복수의 로드(122) 표면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 도 4의 실시 형태와 같이, 복수의 로드(122)는 베이스층(121)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)에 배치되며 연료극(110) 및 공기극(130)은 베이스층(121)과 복수의 로드(122) 표면을 따라 형성될 수 있다.
한편, 복수의 로드(122)는 종횡비가 2이상인 로드를 포함함으로써 가스 유동 통로와 반응 영역을 충분히 제공하는 경우라면 전극층들(110, 130)이 반드시 그 표면을 따라 형성되어야 하는 것은 아니다. 즉, 전해질(120)이 종횡비가 2이상인 복수의 로드(122)를 포함하는 경우 연료극(110)이나 공기극(130)은 전해질(120)의 적어도 일부 영역과 접하면 충분하며 반드시 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성될 필요는 없다 할 것이다.
연료극(110)은 복수의 로드(122)의 표면에 페이스트를 도포한 후 이를 소결하는 방법, 복수의 로드(122) 표면에 연료극(110) 물질을 증착하거나 스퍼터링하는 방법 등으로 형성될 수 있다. 연료극(110)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성되는 경우, 도 5의 확대도에서 볼 수 있듯이, 연료극(110)의 표면은 불규칙한 형상일 수 있으며, 내부에 다수의 기공(H1)을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 공기극(130)은 복수의 로드(122)의 표면에 페이스트를 도포한 후 이를 소결하는 방법, 복수의 로드(122) 표면에 공기극(130) 물질을 증착하거나 스퍼터링하는 방법 등으로 형성될 수 있다. 공기극(130)이 복수의 로드(122)의 표면을 따라 형성되는 경우, 도 6의 확대도에서 볼 수 있듯이, 공기극(130)의 표면은 불규칙한 형상일 수 있으며, 내부에 다수의 기공(H2)을 포함할 수 있다.
전해질(120)의 로드(122) 구조는 예컨대, 도 7에 도시된 형태와 같이 베이스층(121)의 표면에 성장될 수 있다. 이 경우, 복수의 로드(122)는 증착 공정, 구체적인 예로서 유기기상증착(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 증착 공정으로 형성되는 경우, 베이스층(121)과 복수의 로드(122)는 서로 다른 조직 구조를 가질 수 있다. 즉, 복수의 로드(122)는 단결정 구조일 수 있으며, 이와 달리 베이스층(121)은 세라믹 소결체일 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 형태와 같이, 베이스층(121)을 에칭하는 방법으로 복수의 로드(122)를 형성할 수 있다. 이 경우, 베이스층(121)의 에칭 공정은 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE), 플라즈마 에칭, 화학 에칭 등의 방법을 예로 들 수 있다. 이와 같이 에칭 공정으로 복수의 로드(122)를 형성하는 경우, 베이스층(121)과 복수의 로드(122)는 서로 동일한 조직 구조를 가질 수 있으며, 구체적으로, 베이스층(121) 및 복수의 로드(122)는 세라믹 소결체일 수 있다.
상술한 바와 같이, 전해질(120)은 복수의 로드(122)를 구비함으로써 가스 유동에 적합한 통로를 제공할 수 있으며 나아가 복수의 로드(122)와 연결된 전극층들(110, 130)과는 넓고 균일한 반영 영역을 제공할 수 있다. 이러한 복수의 로드(122)의 경우, 그 형상은 로드 구조를 유지하는 한 다양하게 변형될 수 있다. 우선, 도 2에 도시된 형태와 같이 복수의 로드(122)는 원기둥 혹은 유사 원기둥 형상의 로드를 포함할 수 있으며, 여기서, 원기둥에는 밑면과 상면의 형상이나 직경이 다소 차이가 있는 경우도 포함하다고 할 것이다. 또한, 원기둥 외에도 도 9에 도시된 형태와 같이 삼각 기둥 형태의 로드(122)도 사용될 수 있다. 이 외에도 도 10에 도시된 형태와 같이 로드(122)는 튜브 형상일 수 있다. 즉, 로드(122)는 두께 방향으로 관통된 구멍(H)을 포함할 수 있다. 로드(122)가 이렇게 튜브 형상으로 구현되는 경우 가스의 유로와 반응 영역이 더욱 증가될 수 있다. 이 경우, 도 10의 우측과 같이 전극층들(110, 130)은 튜브 형상의 로드(122)의 구멍(H)에도 형성될 수 있다. 다음으로 도 11(a)와 같이 복수의 로드(122)는 표면에 형성된 복수의 돌출부(P)를 갖는 로드를 포함할 수 있으며, 이러한 돌출부(P)를 통하여 전극층들(110, 130)의 반응성이 더욱 향상될 수 있다. 돌출부(P)의 경우, 도 11(b)와 같이 튜브 구조의 로드, 도 11(c)와 같이 삼각 기둥 형상의 로드에도 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
100: 고체산화물 셀
110: 연료극
120: 전해질
121: 베이스층
122: 로드
130: 공기극
H: 구멍
P: 돌출부

Claims (17)

  1. 연료극;
    공기극; 및
    상기 연료극 및 공기극 사이에 배치되며 복수의 로드(rod)를 포함하는 전해질;을 포함하며,
    상기 연료극 및 공기극 중 적어도 하나는 복수의 로드의 표면을 따라 형성된 고체산화물 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 열과 행을 이루어 규칙적으로 배열된 고체산화물 셀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 종횡비가 2이상인 로드를 포함하는 고체산화물 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전해질은 상기 연료극 및 공기극 측에 각각 위치하는 제1면 및 제2면을 갖는 베이스층을 포함하며, 상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제1면 및 제2면 중 적어도 하나의 면에 배치된 고체산화물 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제1면에 배치되며 상기 연료극은 상기 베이스층과 상기 복수의 로드 표면을 따라 형성된 고체산화물 셀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연료극의 표면은 불규칙한 형상인 고체산화물 셀.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연료극은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않는 고체산화물 셀.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 상기 베이스층의 상기 제2면에 배치되며 상기 공기극은 상기 베이스층과 상기 복수의 로드 표면을 따라 형성된 고체산화물 셀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공기극의 표면은 불규칙한 형상인 고체산화물 셀.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 공기극은 실질적으로 이온 전도체를 포함하지 않는 고체산화물 셀.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 베이스층은 세라믹 소결체이며, 상기 복수의 로드는 단결정 구조인 고체산화물 셀.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 베이스층 및 상기 복수의 로드는 세라믹 소결체인 고체산화물 셀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 원기둥 및 삼각 기둥 중 적어도 하나의 형상인 로드를 포함하는 고체산화물 셀.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 튜브 형상인 로드를 포함하는 고체산화물 셀.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 표면에 형성된 복수의 돌출부를 갖는 로드를 포함하는 고체산화물 셀.
  16. 연료극;
    공기극; 및
    상기 연료극 및 공기극 사이에 배치되며 종횡비가 2이상인 복수의 로드(rod)를 포함하는 전해질;
    을 포함하는 고체산화물 셀.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 로드는 열과 행을 이루어 규칙적으로 배열된 고체산화물 셀.
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