습식법에 의한 고체산화물 연료전지용 연료극 지지체관의 제조 및 특성 연구

김응용; 송락현; 임영언; Eung-Young Kim; Rak-Hyun Song; Yeung-Eon Lim

Korean Journal of Materials Research, Vol.10, No.10, 659-664, October, 2000

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습식법에 의한 고체산화물 연료전지용 연료극 지지체관의 제조 및 특성 연구

Fabrication and Characteristics of Anode-Supported Tube for Solid Oxide Fuel Cell

김응용, 송락현¹, 임영언

충남대학교 재료공학과
¹한국에너지기술연구소

Eung-Young Kim, Rak-Hyun Song¹, and Yeung-Eon Lim

Department of Materials Engineering, Chungnam National University, Taejon, Korea
¹Korea Institute of Energy Research, Taejon, Korea

초록

연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지를 개방하기 위해 연료극 지지체와 전해질이 코팅된 연료극 원통관의 제조 및 그것의 특성에 대해 연구하였다- 연료극 지지체는 20-50vol.%의 탄소함량에 따라 만들어졌으며, 탄소량이 증가함에 따라 연 료극 지지체의 기공율도 점차 증가하였으며, 적절한 기공율을 가지기 위한 최적 탄소량은 30vol.%임을 확인하였다. 연료극 지지체 관은 압출법으로 제작하였으며, 전해질은 슬러리 코팅법으로 원통판의 바깥쪽에 코팅하였고, 1400 ? C 에서 공소결을 성공적으로 실시하였다. 소결후 물리척특성과 미세구조를 조사하였으며, 연료극 지지체관의 기공율은 35%이었고 연료전지의 요구조건을 만족하였다. 기체투과율 시험을 통하여, 연료극 지지체관 자체는 충분히 다공성을 나타내었으나, 전해질층을 코팅한 경우에는 매우 낮은 기체부과율을 나타냄을 확인하였다. 이것은 코팅된 전해질층이 매우 치밀하다는 것을 의미하며, 본 연구를 통해서 연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지가 제조될 수 있음을 확인하였다.

To develop anode-supported tubular cell with proper porosity, we have investigated the anode substrate and t the electrolyte-coated anode tube. The anode substrate was manufactured as a function of carbon content in the range of 20 to 50 vol.%. As the carbon COntent increased, the porosity of the anode substrate increased slightly and the carbon c content with proper porosity is found to be 30 vol.%. The anode-supported tube was fabricated by extrusion process a and the electrolyte layer was coated on the anode tube by slurry coating process. The anode-supported tube was cofired successfully at 1 400?C in air. The porosity of the anode tube was 35%. From the gas permeation test, the anode t tube was found to be porous enough for gas supply. On the other hand, the anode-supported tube with electrolyte layer indicated a very low gas permeation rate. This means that the coated electrolyte was dense.

Keywords:solid oxide fuel cell;anode-supported tube;electrolyte coating;extrusion;slurry coating

[References]

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[Referenced By]

[1] Minh NQ, Takahashi T, "Science and Technology of Ceramic Fuel Cells," 3, Elsevier, Amsterdam. (1995)

[2] Hirschengofer JH, Stauffer DB, Engleman RR, Klett MG, Fuel Cell Handbook, 4, 5-1 (1998)

[3] Buchkremer HP, Diekmann U, De Haart LGJ, Kabs H, Stover D, Vinke IC, Third European Solid Oxide Fuel Cell Forum, 143 (1998)

[4] Tietz F, Dias FH, Naoumidis A, ibid, 171 (1998)

[5] Veyo SE, Forbes CA, ibid, 79 (1998)

[6] Singhal SC, Proceedings of the sixth international symposium on SOFC, 99-19, 39 (1999)

[7] Song RH, Kim EY, Shin DR, Yokokawa H, ibid, 99-19, 845 (1999)

[8] Korean Standard Testion Method for Ashin Graphite, KSL 3412 (1997)

[9] Okuyama R, Nomura E, Denki Kagaju, 62(4), 339 (1993)

[10] Blomen LJMJ, Mugerwa MN, Fuel Cell Systems, 157 (1993)