일반기술

연료극 지지형 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법

<기술의 개요 및 특징>본 기술은 단전지가 800℃에서 230 mW/cm2 이상의 출력밀도를 나타낼 수 있는 고체산화물 연료전지로서 다음과 같이 구성된다.연료극-기공율이 15 ~ 25%이고, 800℃에서 전기전도도가 102 S/cm 이상임 -니켈과 이트리아 안정화 지르코니아로 구성됨 고체전해질 -연료극의 일면에 전자빔 물리 기상증착법으로 증착되고 상대밀도가 95% 이상임 -주상 구조의 배향성을 가지고 이트리아 안정화 지르코니아로 구성됨공기극 - 고체 전해질의 다른 일면에 형성됨본 기술은 다음과 같은 단계로 제조됨원료 분말의 입자 크기 및 입도 분포를 조절하여 미세 구조가 제어된 연료극을 준비하는 단계,연료극의 일면에 전자빔 물리 기상증착법으로 고체전해질 박막을 증착하여 상대밀도가 95% 이상이고 주상 구조의 배향성을 갖는 박막으로 형성하는 단계,고체전해질 박막의 일면에 공기극을 형성하는 단계<기술의 우수성>고체산화물 연료전지를 보다 경제적이고 안정적으로 제조할 수 있음, 다공성 연료극 지지체의 표면을 치밀하게 제어함하여 후속적으로 형성하는 고체 전해질 박막의 품질을 우수하게 유지할 수 있음,800℃의 고온에서 230 mW/cm2 의 우수한 출력밀도를 나타내며, 공기극으로 최적화된 산화물을 사용 시, 그 이상의 출력이 가능함<사업성>연료전지는 세계 에너지 고갈에 따른 위기와 에너지 자원 부족으로 꼭 필요한 기술이다. 한국보다 10 여 년 전부터 일본과 미국 등 선진국이 기술개발을 해왔으며 앞으로도 선진국의 기술개발 주도는 계속될 것이다. 연료전지는 발전효율 및 안전성 확보에 관한 기술개발과 동시에 구성부품 전반에 걸친 비용절감이 과제로 되고 있다. 연료전지의 상용화는 2010년 정도부터 이동전원용, 가정용, 자동차용, 대용량 전원용의 순으로 이루어질 것으로 예측되고 있다. 본 기술은 대용량 전원, 즉 발전소용 연료전지 기술로서 현재 MCFC기술을 대체할 차세대 기술로 확정된 SOFC기술분야이다. 또한, 본 기술은 기존 SOFC기술의 최대 약점인 높은 운전온도를 200℃ 이상 낮추면서 성능 및 효율을 유지할 수 있으므로 전력생산 비용을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.