고체산화물 연료전지와 고분자전해질 연료전지

고체산화물 연료전지와 고분자전해질 연료전지

1. 고체산화물 연료전지

고체산화물 연료전지에서는 열팽창 특성이 비슷한 고전도성, 내열성 및 내식성의 재료를 선택하여 박막으로 제조하는 요소기술이 핵심적인 기술이다.
고체산화물 연료전지는 설계에 따라 원통형, 일체형, 평판형 등 여러 형태가 가능하나 기본적으로 사용하는 물질은 비슷하다. 그러나 형태에 따라 Cell 제조 방법이 달라지게 되므로 Cell 및 Stack 설계기술 개발도 선행되어야 한다. 평판형 연료전지의 경우는 외국도 개발을 본격적으로 시작한지 얼마되지 않아 독창적인 연구개발로 경쟁력 있는 기술을 축적할 수 있는 분야이다.

효율이 높은 연료극 (anode)을 제조하기 위해서는 전극의 열팽창 특성 및 전기저항을 분체의 특성 및 전극형태의 함수로 조사하고, 열 Cycle시 전해질에 접촉하는 정도를 파악하여야 한다.
또한 기존의 공기극(cathode)보다 polarization에 의한 손실이 적은 대체제료 및 제조방법이 개발되어야 하며, 기존의 전해질보다 낮은 온도에서도 이온전도성이 높은 고체 산화물도 개발되어야 한다. 계면에서의 전극, 전해질, interconnect물질의 확산 및 반응 연구를 통하여 전지의 성능저하 원인을 이해함으로써 전지 성능을 향상시킬 수 있다.

고체 산화물 연료전지의 구성요소는 주로 박막/후박으로 구성되며 향후 연구 개발되어야 할 분야는 다음과 같다.
(1) Tape casting 방법 등에 의한 전해질 박판 대량제조방법 개발
(2) Plasma 에 의해 전극을 제조할 때 전극의 성능, 균일성 및 경제성 조사
(3) CVD/EVD방법에 의한 전해질 및 전극의 제조방법 개발
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