일반기술

고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조

일반적으로 고체산화물 연료전지는 단전지 양쪽 전극면으로의 원활한 반응가스의 흐름과 함께 분리판과의 전기적 접촉 그리고 두종의 반응 가스간의 기밀을 유지함으로써 치밀한 전해질층으로의 이온 전도현상을 유도하고 이로부터 전극층에서 일어나는 전기화학반응에 의해 발생하는 기전력을 발전에 이용하는 전지이다. 이중 제3세대 연료전지라고 할 수 있는 고체산화물 연료전지는 열화학적으로 안정한 금속산화물을 전해질로 이용하고 여기에 연료극과 공기극이 부착된 형태로써 H2 , CH4 , CH3 OH 등의 연료가스를 개질없이 사용할 수 있으며 산화제로써 공기 혹은 산소를 이용하는 고효율 저공해 발전방식이다.본 기술은 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡('∩'자)형으로 제작된 다공성의 연료(음)극(또는 공기(양)극) 지지체에 10∼50㎛ 두께의 치밀한 박막으로서 전해질을 피복하고 전해질이 피복된 상부에 다공성의 공기(양)극(또는 연료(음)극)을 피복한 것으로 3중막 또는 그 이상의 다중막으로 구성된 단전지이다.본 기술은 정방형인 단전지의 모서리 말단 4면 또는 대향하는 2면이 하향 절곡으로 구성되고, 다공성의 연료극 지지체에서 말단부분이 수직으로 하향 절곡되어 평판부의 상면 전체와 절곡부 및 지지부의 전체 또는 일부에 치밀한 전해질을 피복하고, 전해질이 피복된 상부에 다공성의 공기극을 피복한 단전지로서 3중막 또는 다중막으로 구성 되어 있다.이와같은 구성으로 이루어진 본 기술은 단전지의 모서리 말단을 하향으로 절곡시켜 스택적층시 분리판상 위에 유사한 형태의 포켓을 만들어 밀봉재를 충진함으로써 연료가스와 산화가스의 혼합을 방지하고 가스밀봉을 간편하게 하며 밀봉재가 충진된 포켓으로 인하여 스택의 승온 및 냉각중에 발생하는 단전지와 분리판사이의 열팽창률 차이를 해소할 수 있다.