일반기술

알루미늄-철 복합코팅층을 갖는 용융탄산염 연료전지용분리판

일반적으로 용융탄산염 연료전지는 650℃ 정도의 고온에서의 운전에 의해 가동됨으로, 분리판의 기판으로 사용되는 STS316L이나 STS310S인 스테인레스강판 위에 Al을 코팅한 후, 열처리하여 사용하여 왔다. Al을 코팅하는 이유는 Al이 용융탄산염과 반응하여 내식성이 우수한 LiAlO2 보호피막을 형성하기 때문이다. 그러나, 이러한 기존의 방법은 크게 다음과 같은 세 가지 문제를 갖는다. 용융탄산염 연료전지를 고온에서 장시간 운전하게 되면 기판에 존재하는 철(Fe)이 외부로 확산하여 코팅층 표면에 LiFeO 2 같은 Fe계 산화물을 형성한다. LiFeO2 는 쉽게 파괴되고 피막의 두께가 빠르게 성장하기 때문에 내식피막의 역할을 할 수 없다. 즉, 용융탄산염 연료전지의 목표 수명인 4만 시간을 보장할 수 없다. 따라서, 분리판 표면에 LiFeO 2 피막이 형성되지 않도록 하는 것이 중요하다. 본 기술은 코팅층의 알루미늄 성분이 소지강판의 내부로 확산되는 것을 억제하여 코팅층중 알루미늄 성분의 고갈을 방지하도록 알루미늄 농도가 구배된 알루미늄-철 복합코팅층을 갖는 용융탄산염 연료전지용 분리판인 것이다.본 기술은 용융탄산염 연료전지 분리판과 코팅층의 경계면에서 알루미늄 농도는 55at%∼100at% 그리고 철 농도는 0∼45at%,코팅층 표면에서 알루미늄 농도는 25at%∼85at% 그리고 철 농도는 15∼75at%, 그리고 코팅층 표면에서 알루미늄의 농도가 분리판과 코팅층 경계면에서의 알루미늄 농도보다 적도록 알루미늄의 농도가 구배된 알루미늄-철 복합코팅층을 갖는 용융탄산염 연료전지용 분리판이다. 이와같은 성분을 갖는 본 기술은 코팅층을 갖는 용융탄산염 연료전지 분리판은 밀착성, 내식성, Al확산방지성 및 표면보호피막인 LiAlO 2 이 형성되어 분리판의 내구성 및 수명이 연장된다.