일반기술

용융탄산염 연료전지용 분리판의 열처리 방법

일반적으로 연료전지 중에서 MCFC는 탄산염의 용융물을 전해질로 사용하여 작동온도가 650℃로 높기 때문에 전기화학 반응의 속도가 빨라 저온형 연료전지와는 달리 백금 등의 귀금속 촉매가 필요하지 않으며, 전기와 고온의 배열을 함께 이용할 경우 80% 이상의 열효율을 기대할 수 있어 석탄 가스화에 의한 복합 열병합 발전이 가능하다. MCFC의 단위셀은, 전기화학 반응이 일어나는 연료극(anode) 및 산소극(cathode)과, 연료가스와 산화제가스를 해당전극으로 공급하기 위한 유로를 형성하는 분리판과, 해당 전극에서 발생된 전하를 포집하는 집전판과, 두 전극 사이에서 이온만 이동시키는 역할을 하는 전해질판과, 전해질이 함침될 수 있는 다공성 구조로 되어 용융된 탄산염을 흡수하여 수용하는 매트릭스로 이루어진다. 분리판은 연료가스와 산화제가스의 기밀을 유지하도록 하는 가스기밀부와, 연료극과 산소극을 장착하는 전극부와, 연료가스를 전극부로 분배하는 분배구로 구성되며, 그 재질은 스테인리스 스틸 316L 또는 310L을 이용하는 것이 보통이다.본 기술은 분리판을 탄소 또는 스테인리스 재질의 압착판 사이에 끼워 적층한 상태로 열처리하여 압착판의 하중에 의해 분리판의 열변형이 복구되도록 하는 것이다.본 기술은 분리판을 적어도 분리판과 동일한 넓이를 가지는 탄소 또는 스테인리스 재질의 압착판 사이에 밀착되게 끼워 적층한 상태로 열처리로내에 장입시켜 열처리하며, 압착판의 두께는 5∼10㎜로 규정하고, 적층된 분리판 및 압착판을 탄소 또는 스테인리스 재질의 두께가 1∼5㎜인 덮개로 덮은 상태로 열처리하는 방법이다.이와같은 방법으로 열처리한 본 기술은 분리판을 탄소 또는 스테인리스 재질의 압착판 사이에 끼워 적층하고 탄소 또는 스테인리스 재질의 덮개로 덮은 상태로 열처리함으로써, 압착판의 하중에 의해 분리판의 열변형이 복구되며 덮개에 의해 온도 구배가 감소하여 내식 코팅층의 과산화 및 벗겨짐 현상이 방지할 수 있다.