일반기술

용융탄산염형 연료전지의 캐소드 제조방법

일반적으로 캐소드 제조방법은, 용매로 사용하는 물의 양이 많이 소요되어 대면적의 캐소드 그린시트를 생산할 경우에는 건조시간이 긴 문제점이 있다. 연속소결로를 이용한 캐소드 소결시 냉각부 가스의 유입으로 인하여 소결불량이 발생할 우려가 있었다. 따라서, 결합제와 유화제, 용매, 소제, 소포제, 니켈분말을 최적의 조성비로 순차 혼합하여 현탁액을 만들고 탈포, 성형, 건조 후 환원분위기에서 소결함으로써 그 현탁액이 우수한 점도를 가지며 건조시간이 짧아 대면적 캐소드 그린 시트를 생산하기에 아주 적합한 캐소드 제조방법인 것이다.본 기술은 결합제에 유화제를 1차 혼합하여 볼밀링으로 결합제를 혼합 분산시키는 1차 혼합단계, 1차 혼합물에 용매와 소제 및 소포제를 추가로 2차 혼합하여 볼밀링하는 2차 혼합단계, 2차 혼합물에 캐소드 원료인 니켈분말을 3차 혼합한 후 볼밀링으로 균일하게 용융 혼합하여 현탁액으로 만드는 3차 혼합단계, 3차 혼합물인 현탁액에서 기포를 제거하는 탈포단계; 이 탈포단계를 거친 현탁액을 테이프 캐스팅하여 박판으로 만드는 성형단계, 박판을 적정 점도를 갖도록 건조시켜 그린 시트를 만드는 건조단계, 그린 시트를 고온으로 상승시켜 첨가제를 연소시켜 제거한 후 환원분위기에서 소결하여 캐소드를 만드는 소결단계를 거치며, 결합제는 CMC와 메토셀, 유화제는 폴리옥스, 용매는 물, 소제는 글리세롤, 소포제는 SN 485를 사용하며, 각 원료의 조성은 무게비로 CMC:0.6~1.2%, 메토셀: 0.3∼0.9%, 폴리옥스: 0.8∼1.8%, 글리세롤: 1.4∼2.4%, SN 485: 0.6∼1.2%, 니켈: 92.4∼96.2%, 그리고 물은 이상 원료 총합계의 103∼108%의 비율로 사용하도록 된 것에 특징이 있다.