| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2003년 가을 (11/21 ~ 11/22, 연세대학교) |
| 권호 | 9권 2호 |
| 발표분야 | 기타 |
| 제목 | 저순도 Al2O3 화이버 첨가에 의한 용융탄산염형 연료전지용 매트릭스의 제조 |
| 초록 | 용융탄산염형 연료전지의 성능과 수명은 매트릭스의 기계적 강도, 즉 균열발생과 미세구조 변화에 크게 좌우되고 있다. 매트릭스의 강도 증진은 거대입자를 분산 시키거나 Al2O3 화이버를 분산시켜 이루어지고 있으며, 그 중 Al2O3 화이버를 사용하는 경우에는 매트릭스 강화효과에 매우 유리하지만 지금까지 사용한 Al2O3 화이버가 매우 고가이기 때문에 저가의 Al2O3 화이버 검토가 요구되고 있다. 본 연구에서는 경쟁력 있는 매트릭스 개발을 목적으로 저순도 및 고순도의 상용 Al2O3 화이버를 첨가한 매트릭스를 제조하여 미세구조와 강도증진 효과 그리고 단위전지 운전성능을 비교분석 하였다. 실험에 사용한 저순도 Al2O3 화이버의 길이와 직경은 각각 200 ㎛ 와 3 ㎛ 이었으며, 고순도 Al2O3 화이버는 3000 ㎛ 와 10 ㎛ 이었다. 제조한 화이버 강화 매트릭스의 강도는 균열 전파가 화이버에 의해 방해를 받아 화이버 주위로 편향되면서 나타나는 균열편향/화이버 pull-out에 의해 향상 되었다. 굽힘강도 측정시 테이프 캐스팅 방향에 따라 하중을 달리하여 측정한 결과는 매트릭스에 분산되어 있는 화이버 길이에 의해 크게 영향을 받았다. 고순도 Al2O3 화이버를 첨가한 매트릭스의 강도는 분산되어 있는 화이버의 길이가 150~350 ㎛ 인 경우 캐스팅 방향에 수직한 방향과 평행한 방향에서 각각 18.5 kgf/cm2 와 13.1 kgf/cm2 이었으며, 380~920 ㎛ 인 경우는 31.0 kgf/cm2 과 2.8 kgf/cm2 이었다. 저순도 Al2O3 화이버를 첨가한 매트릭스는 직경이 작은 구부러진 화이버들이 분산되어 있었으며, 강도는 수직인 방향에서 25.6 kgf/cm2, 평행한 방향에서 10.2 kgf/cm2 이었다. 저순도 Al2O3 화이버를 첨가한 전지의 초기성능은 150 mA/cm2 의 전류밀도 0.82 V 로 고순도 Al2O3 화이버를 첨가한 경우와 큰 차이를 보이지 않았다. |
| 저자 | 안현구, 이충곤, 임희천 |
| 소속 | 한국전력공사 전력(연) |
| 키워드 | 용융탄산염형 연료전지(MCFC); LiAlO2; Al2O3; 매트릭스; 굽힘강도 |
