일반기술

연료전지분리판의가스기밀부접내식코팅방법

본 기술은 용융탄산염 연료전지의 분리판에 관한 것이다. 특히 모재상에 니켈 전기도금을 행한 후 알루미늄 박막을 접착하여 열처리를 통하여 확산시켜 고내식성을 갖게 한 연료전지 분리판의 가스기밀부 접합내식코팅방법에 관한 것이다.본 기술은 공정이 간소하여 제작비가 저렴하며, 확산에 의한 코팅이 이루어지므로 내식성 및 모재와의 접합성이 우수한 코팅층을 얻을 수 있다. 그리고, 가압치구와 고온에서 안정된 세라믹분말을 이용하여 연료전지스택의 형태로 한번에 열처리할 수 있기 때문에 동시에 여러개의 분리판의 코팅이 가능하다.모재에 니켈전기도금을 하여 니켈코팅층을 형성하거나, 니켈-스테인리스 스틸 클래드 강판을 구비한다. 이와 같이 니켈도금된 모재의 가스기밀부상에 알루미늄박막을 접착제로 접합한 후 열처리공정에 들어간다. 알루미늄박막은 상용화된 제품을 사용하며, 접착제로서는 통상적으로 은 페이스트를 이용한다.다음에, 알루미늄박막의 개방면에 세라믹분말을 도포하게 된다. 이는 열처리중 알루미늄의 반대방향으로의 확산을 방지하기 위함이며, 입도가 극히 미세한 Al 2 O 3 또는 BN(Boron Nitride) 분말을 주성분으로 알루미늄박막의 위에 일정한 두께로 도포하게 된다.이어서, 열처리공정이 진행되는데, 1단계로 수소가스분위기에서 약 2시간을 유지하게 된다. 이때, 알루미늄박막과 니켈코팅층은 확산이 이루어진다. 그리고, 2단계로 약 2시간을 유지하게 된다. 이때는 니켈코팅층과 모재인 스테인리스층에서 확산이 이루어지게 된다. 이와 같은 1단계와 2단계의 공정에 의한 확산으로 모재,니켈, 알루미늄이 밀착력이 우수해지게 되며, 원하는 니켈-알루미늄 금속화합물이 얻어진다. 이와 같은 열처리 공정시 분리판을 층층이 쌓아서 스택형태로 구성하고, 가압판들과 조임볼트들로 구성된 가압치구로 가압한 후, 열처리에 들어가게 된다.이때, 분리판들의 사이와 스택의 상하부에는 세라믹분말이 도포되게 된다.이상과 같은 공정을 거쳐 모재위에 생성된 니켈-알루미늄 금속화합물층은 용융탄산염 연료전지의 전해질인 탄산염에 아주 우수한 내식성을 나타나게 된다.