일반기술

표면요철을갖는고체전해질연료전지

본 기술은 고체 전해질 연료전지에 관한 것이다. 산소 이온화 반응이 주로 일어나는 삼상 계면의 면적을 늘리기 위하여 전해질 분말의 도포 등의 방법으로 전해질 표면에 요철을 주고, 공기극 전극을 입히는 방법으로 고체 전해질 연료 전지의 분극 현상을 개선하여 전지 성능을 향상시킬 수 있는 표면 요철을 갖는 고체 전해질 연료 전지를 제공한다.본 기술은 공기극의 분극 저항을 획기적으로 감소시켜 연료 전지의 성능을 기존 보다 15% 이상 증가시킴에 따라서 상업적 이용시 막대한 연료의 절감 효과를 나타낼 수 있다.전지 성능을 개선시키기 위하여 전해질 표면에 요철을 형성함으로써 삼상 계면의 면적을 늘려 산소 이온화 반응이 활발하게 된다.전해질 표면에 도포할 전해질 분말의 크기로서 1㎛ 이상인 것을 사용하는 이유는 공기극 분말 보다 표면에 씌워진 전해질 분말이 작으면 표면 요철로 작용하지 못하여 삼상 계면의 면적이 증가하지 않기 때문이며, 가장 적당한 범위는 공기극 분말 직경 보다 2배 이상의 크기를 갖는 것이 좋다.또한, 전해질 위에 도포된 전해질 분말층의 두께는 20㎛ 이하가 적당한데, 이것은 도포된 전해질 분말층의 두께가 20㎛ 이상이 되면 삼상계면이 증가하는 효과 보다도 기공이 많은 전해질층이 두꺼워짐에 따라 이를 통한 산소 이온의 확산이 제한되어 전지 자체의 저항이 크게 증가하기 때문이다.