일반기술

고체전해질연료전지

본 기술은 란탄망가네이트로 제조된 공기극을 사용하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질 연료 전지에 관한 것이다.고체 전해질 연료 전지를 사용함으로써 공기 배출구의 온도 상승을 억제할 수 있으므로 별도의 과잉 공기를 공급하지 않더라도 온도 상승에 의한 전극재료의 열화를 방지할 수 있어서, 전지 수명을 연장할 수 있고, 내부의 온도 편차를 줄일 수 있게 되므로 열응력에 취약한 세라믹 재료의 단점을 크게 보완할 수 있으며, 평균 가동 온도를 높일 수 있어서 연료 전지의 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.또한, 과잉의 공기를 필요로 하지 않으므로 공기를 공급하는 데에 필요한 전력을 절약할 수 있는 이점이 있다.본 기술에서는, 기존의 기술에 Sr을 0.5 이상 첨가하고, Mn을 0.01 내지 0.20 정도로 과량 첨가하여 란탄망가네이트를 제조한 결과, 고온에서 상전이 현상에 의하여 전기전도도가 갑자기 증가하는(PTC 현상) 기존과는 다른 특성의 소재를 연료 전지의 공기극 재료로 사용한다.이러한 소재를 전지의 공기극 재료로 사용하면 연료 전지가 가동되어 점차로 내부 온도가 증가하게 되고 국부적으로 1000℃ 이상으로 높아지게 되는 경우, 소재의 정온도계수(PTC) 효과에 의하여 전극의 저항이 급격히 증가하여 전류 밀도의 증가를 억제하게 되고 화학반응이 그만큼 억제되므로 반응에 수반되어 발생하는 열을 줄일 수 있게 되어 더 이상의 온도 증가는 나타나지 않게 된다. 따라서, 기존 기술의 문제점인 평균 가동온도를 925℃로 낮추어 운전하는 것을 피할 수 있어서 연료 전지의 평균 효율을 향상시킬 수 있다.