일반기술

용융탄산염 연료전지의 애노드

일반적으로 연료전지는 전기화학 반응이 일어나는 애노드와, 캐소드 전해질인 용융탄산염을 흡수하여 수용하는 전해질 매트릭스와, 애노드 및 캐소드에서 발생하는 전기를 집적하고 반응가스를 전극으로 원활하게 전달해주는 역할을 하는 전류집전체와, 반응가스의 유·출입 및 전기의 흐름을 연결시켜주는 분리판으로 구성된다. 애노드 물질로는 니켈-크롬(Ni-Cr) 또는 니켈-알루미늄-구리(Ni-Al-Cu)를 사용하며, 캐소드 물질로는 산화니켈(NiO)을 사용한다. 애노드 전류집전체는 애노드 분위기에서 부식에 안정한 인코넬을 사용하며, 캐소드 전류집전체는 스테인리스 스틸 316L을 사용하고, 분리판의 재질은 스테인리스 스틸 316L 또는 310L을 이용하는 것이 보통이다. 전해질 매트릭스는 리튬 알루미네이트를 사용하며, 전해질은 대략 500℃미만의 저온에서 용융되는 탄산염의 혼합물로서 가장 널리 사용되는 조성은 몰비로 62% 리튬 카보네이트-38% 포타슘 카보네이트(K2 CO3 ) 혼합물이다.본 기술은 니켈 분말을 주성분으로 하고 알루미늄 분말과 구리 분말을 첨가물질로 하여 용융탄산염 연료전지의 애노드를 제조하고, 알루미늄 분말과 구리 분말의 첨가량 및 평균입자크기를 적절히 규정하여 고온 운전시의 두께수축율이 최소화 되게 하여 내크립성이 향상되는 기술이다.본 기술은 전기화학 반응이 일어나는 애노드 및 캐소드와, 전해질인 용융탄산염을 흡수하여 수용하는 전해질 매트릭스와, 반응가스의 유·출입 및 전기의 흐름을 연결시켜주는 분리판을 포함하며, 애노드는 니켈 분말을 주성분으로 하고 알루미늄 분말과 구리 분말을 첨가물질로 제조된 용융탄산염 연료전지의 애노드로 구성되며, 니켈 분말에 대한 알루미늄 분말과 구리 분말의 첨가량은 각각 무게비로 1~5%로 규정되면서 알루미늄 분말과 구리 분말의 평균입자크기는 각각 0.1~5㎛, 니켈 분말의 평균입자크기는 1~15㎛으로 규정한 용융탄산염 연료전지의 애노드인 것이다.이와같은 구성으로 이루어진 본 기술은, 용융탄산염 연료전지의 애노드를 니켈 분말을 주성분으로 하고 알루미늄 분말과 구리 분말을 첨가물질로 하여 제조하며, 알루미늄 분말과 구리 분말의 첨가량 및 평균입자크기가 적절히 규정되어 고온운전시의 두께수축율이 최소화되며 내크립성이 향상된다.