公开(公告)号：KR1020060083375A

公开(公告)日：2006-07-20

申请号：KR1020050003894

申请日：2005-01-14

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 오인환 ,  조은애 ,  김형준 ,  하흥용 ,  홍성안 ,  임태훈 ,  남석우 ,  윤성필 ,  한종희 ,  이재영

IPC: H01M8/02 ,  H01M4/88

CPC classification number: H01M8/1004 ,  H01M4/8882 ,  H01M4/8892 ,  Y02E60/50

Abstract: 본 발명은 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 액시드 나피온 용액을 다공성 불화 탄소 또는 탄화수소계의 고분자 필름 지지체의 기공과 표면에 각각 함침시킨 후, 상온에서 건조 과정을 거치면서 나피온 용액이 완전히 건조되기 전 즉, 점도가 높아진 용액 상태에서 양면에 애노드와 캐소드 전극을 각각 붙인 후, 상온에서 건조시키고 이후 열처리 과정을 거치는, 나피온 이오노머 용액의 완전 건조전 MOE 방법을 이용한 연료 전지용 MEA의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 연료 전지용 MEA에 관한 것이다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 전극과 전해질막 계면저항의 감소로 성능이 증가하고, 막 두께 조절이 용이하며, 3상 계면 확장으로 상온 무가습 운전이나 공기 운전등 가혹한 운전 조건에서도 유리하다는 효과를 달성한다.
나피온이오노머, 다공성지지체, 복합막, 전극상막, 막전극접합체

公开(公告)号：KR1020060083372A

公开(公告)日：2006-07-20

申请号：KR1020050003891

申请日：2005-01-14

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 오인환 ,  안상열 ,  조은애 ,  김형준 ,  하흥용 ,  홍성안 ,  임태훈 ,  남석우 ,  윤성필 ,  한종희 ,  이재영 ,  함형철

IPC: H01M8/10 ,  H01M8/02

CPC classification number: Y02P70/56 ,  H01M8/1088 ,  H01M8/1032 ,  H01M8/1039 ,  H01M8/1041 ,  H01M8/1044 ,  H01M8/1053 ,  H01M8/1058 ,  H01M8/1081 ,  H01M8/109 ,  H01M2008/1095 ,  Y02E60/521

Abstract: 본 발명에서는 연료전지용 고분자 전해질 복합막의 제조 방법에 있어서, 다공성 지지체에 소정 EW를 갖는 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 공중합체 용액을 디핑하여, 상기 다공성 지지체의 기공과 표면에 상기 용액이 함침된 복합막을 제조하는 단계(S1); 상기 S1 단계에서 제조된 복합막을 건조하는 단계(S2); 상기 S2 단계에서 제조된 복합막 양면에, 상기 S1 단계의 용액의 EW보다 상대적으로 높은 EW를 갖는 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 공중합체 캐스팅 막을 열압착하는 단계(S3); 상기 S3 단계에서 제조된 복합막을 열처리하는 단계(S4); 상기 S4 단계에서 제조된 복합막을 과산화수소 처리하는 단계(S5); 및 상기 S5 단계에서 제조된 복합막을 산처리하는 단계(S6);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 불균일 고분자 전해질 복합막의 제조 방법을 개시하고, 또한, 다공성 지지체; 상기 다공성 지지체의 표면과 기공에 형성되는 소정 EW를 갖는 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 공중합체 용액의 코팅부; 및 상기 코팅부의 표면상에 형성되는, 상기 코팅부의 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 공중합체 용액의 EW보다 상대적으로 높은 EW를 갖는 퍼플루오리네이티드 설퍼닉 공중합체 캐스팅 막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 불균일 고분자 전해질 복합막을 개시한다. 본 발명의 연료전지용 불균일 고분자 전해질 복합막 및 그 제조 방법에 따르면, 자기 가습이 가능하고, 홍수현상을 방지할 수 있고, 막두께의 조절이 가능하고, 제조 공정이 간단하고, 복합막 표면이 균일하며, 다양한 연료전지의 운전 조건에서도 그 성능을 향상할 수 있다는 효과를 달성한다.
다공성지지체, 뷸균일복합막, 당량중량, 나피온용액, 캐스팅막, 자기가습

公开(公告)号：KR1020060069399A

公开(公告)日：2006-06-21

申请号：KR1020060048328

申请日：2006-05-29

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 남석우 ,  공상준 ,  홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  조은애

IPC: H01M8/06 ,  B01J35/02

CPC classification number: C01B3/40 ,  B01J23/755 ,  B01J35/10 ,  B01J37/0215 ,  C01B2203/0261 ,  C01B2203/1082 ,  C01B2203/1094

Abstract: 본 발명에서는, 연료의 부분 산화 개질 반응용 촉매에 있어서, 관통 구멍이 형성된 디스크 형태의 촉매 성형체이고, 상기 촉매 성형체는 다공성 Ni을 포함하는 지지체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료의 부분 산화 개질 반응용 촉매를 개시한다. 본 발명에 따른 연료의 부분 산화 개질 반응용 촉매는, 연료의 부분 산화 개질 반응의 진행을 순조롭게 할 수 있으며, 연료 개질기의 성능 향상을 도모하고, 연료 개질 반응기를 단순화할 수 있다.
연료개질, 부분산화개질반응, 관통구멍, 디스크형, 도넛형, 촉매

公开(公告)号：KR100561169B1

公开(公告)日：2006-03-15

申请号：KR1020040014664

申请日：2004-03-04

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 하흥용 ,  유환배 ,  박찬희 ,  이호인 ,  오인환 ,  홍성안 ,  임태훈 ,  남석우

IPC: H01M4/92

Abstract: 본 발명에서는, 백금-은 또는 백금-금 주촉매에, 산소를 선택적으로 저장 및 방출하고, 산소 전도도를 가지며, 저온에서 일산화탄소의 산화 반응이 용이한 조촉매로, 로듐, 세리아 성분, 또는 루테늄, 또는 이러한 물질들의 복합체를 함유시켜, 산소환원 특성뿐만 아니라 메탄올 산화 특성과 일산화탄소에 대한 내피독성이 우수한 촉매를 제조할 수 있고, 특히 환원극에 공기를 사용하는 경우에도, 백금 촉매의 산소흡착 특성을 증가시켜 연료 전지용 전극 촉매의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
연료전지, 백금, 은, 금, 조촉매, 세리아, 로듐, 루테늄

公开(公告)号：KR100534022B1

公开(公告)日：2005-12-07

申请号：KR1020040023640

申请日：2004-04-07

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  남석우 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  조은애

IPC: H01M8/02

Abstract: 본 발명에서는, 벌집형 SOFC 단전지에 있어서, 탄화수소 부분산화[partial oxidation, 또는 산화개질 (oxyreforming)]용 촉매를 보유하고, 탄화수소 및 공기의 혼합 가스가 주입되는, 연료극 채널; 상기 연료극 채널과 독립적으로 설치되며, 탄화수소 비활성 촉매를 보유하고, 탄화수소 및 공기의 혼합 가스가 주입되는 공기극 채널; 및 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널의 사이에 형성되는 이온 전도성 고체 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 단전지를 개시하고, 또한, 상기 단전지가 복수개 적층되고, 상기 단전지의 연료극 채널 및 공기극 채널의 구멍 크기와 같은 크기의 구멍 크기를 갖는 망형태의 집전체가 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널의 상단부 또는 하단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 단전지를 이용한 스택 구조를 개시하며, 또한, 벌집형 SOFC의 작동 방법에 있어서, 벌집형 SOFC 스택 구조중 연료극 채널에 탄화수소 부분산화용 촉매 분말을 충진하거나 또는 코팅하는 단계(S1); 상기 벌집형 SOFC 스택구조중 공기극 채널에 탄화수소 비활성 촉매 분말을 충진하거나 또는 코팅하는 단계(S2); 및 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널에 탄화수소 및 공기의 혼합가스를 동시에 주입하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 작동 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 혼합 가스 연료 전지 방식에 의한 벌집형 고체산화물 연료전지의 단전지, 이를 이용한 스택 구조 및 그 작동 방법에 따라, 벌집형 SOFC에 있어서, 탄화수소와 공기 혼합가스를 직접 공기극 및 연료극에 동시에 주입함으로써, 기체밀봉이 필요 없이 벌집형 SOFC 전지를 작동시킬 수 있으며, 열충격에 강하고, z축 방향으로 적층이 용이한 장점을 갖는다. 또한, 단위부피 당 연료전지 반응 면적을 최대로 하여 출력밀도를 높일 수 있고, 연료극 쪽에 충진된 탄화수소 부분산화용 촉매에 의해 탄화수소의 전환율을 높여 연료극 쪽의 탄소 침적 문제를 해결할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 연료극 쪽 채널에 형성된 탄화수소 부분산화용 촉매에 의해 열사이클 시 저온까지 환원분위기를 유지할 수 있어 연료극의 산화-환원에 의한 전지 구조 변화를 최소화할 수 있다. 또한, 연료극 채널은 공기극 채널과 독립적으로 형성되어 있어 연료극 쪽에서 생성된 수소 및 일산화탄소와 같은 연료극 연료가 공기극 연료 즉, 산소와 섞이는 것을 방지할 수 있으므로 높은 개회로 전압 및 전지 성능을 달성할 수 있다. 또한, 종래의 MGFC 형의 SOFC 스택보다 연료극과 공기극 간의 크로스 오버 현상을 줄일 수 있다. 그리고, 전해질을 벌집형태로 제조함에 의해 기존의 압출 공정등을 이용할 수 있음에 따라 제조 단가를 낮출 수 있다.

公开(公告)号：KR1020050098420A

公开(公告)日：2005-10-12

申请号：KR1020040023640

申请日：2004-04-07

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  남석우 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  조은애

IPC: H01M8/02

CPC classification number: H01M8/1213 ,  H01M4/9025 ,  H01M4/9066 ,  H01M8/0258 ,  H01M8/1226 ,  H01M8/2435 ,  H01M2008/1293 ,  Y02E60/525

Abstract: 본 발명에서는, 벌집형 SOFC 단전지에 있어서, 탄화수소 부분산화[partial oxidation, 또는 산화개질 (oxyreforming)]용 촉매를 보유하고, 탄화수소 및 공기의 혼합 가스가 주입되는, 연료극 채널; 상기 연료극 채널과 독립적으로 설치되며, 탄화수소 비활성 촉매를 보유하고, 탄화수소 및 공기의 혼합 가스가 주입되는 공기극 채널; 및 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널의 사이에 형성되는 이온 전도성 고체 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 단전지를 개시하고, 또한, 상기 단전지가 복수개 적층되고, 상기 단전지의 연료극 채널 및 공기극 채널의 구멍 크기와 같은 크기의 구멍 크기를 갖는 망형태의 집전체가 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널의 상단부 또는 하단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 단전지를 이용한 스택 구조를 개시하며, 또한, 벌집형 SOFC의 작동 방법에 있어서, 벌집형 SOFC 스택 구조중 연료극 채널에 탄화수소 부분산화용 촉매 분말을 충진하거나 또는 코팅하는 단계(S1); 상기 벌집형 SOFC 스택구조중 공기극 채널에 탄화수소 비활성 촉매 분말을 충진하거나 또는 코팅하는 단계(S2); 및 상기 연료극 채널 및 상기 공기극 채널에 탄화수소 및 공기의 혼합가스를 동시에 주입하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 MGFC 방식에 의한 벌집형 SOFC의 작동 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 혼합 가스 연료 전지 방식에 의한 벌집형 고체산화물 연료전지의 단전지, 이를 이용한 스택 구조 및 그 작동 방법에 따라, 벌집형 SOFC에 있어서, 탄화수소와 공기 혼합가스를 직접 공기극 및 연료극에 동시에 주입함으로써, 기체밀봉이 필요 없이 벌집형 SOFC 전지를 작동시킬 수 있으며, 열충격에 강하고, z축 방향으로 적층이 용이한 장점을 갖는다. 또한, 단위부피 당 연료전지 반응 면적을 최대로 하여 출력밀도를 높일 수 있고, 연료극 쪽에 충진된 탄화수소 부분산화용 촉매에 의해 탄화수소의 전환율을 높여 연료극 쪽의 탄소 침적 문제를 해결할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 연료극 쪽 채널에 형성된 탄화수소 부분산화용 촉매에 의해 열사이클 시 저온까지 환원분위기를 유지할 수 있어 연료극의 산화-환원에 의한 전지 구조 변화를 최소화할 수 있다. 또한, 연료극 채널은 공기극 채널과 독립적으로 형성되어 있어 연료극 쪽에서 생성된 수소 및 일산화탄소와 같은 연료극 연료가 공기극 연료 즉, 산소와 섞이는 것을 방지할 수 있으므로 높은 개회로 전압 및 전지 성능을 달성할 수 있다. 또한, 종래의 MGFC 형의 SOFC 스택보다 연료극과 공기극 간의 크로스 오버 현상을 줄일 수 있다. 그리고, 전해질을 벌집형태로 제조함에 의해 기존의 압출 공정등을 이용할 수 있음에 따라 제조 단가를 낮출 수 있다.

公开(公告)号：KR1020050089324A

公开(公告)日：2005-09-08

申请号：KR1020040014664

申请日：2004-03-04

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 하흥용 ,  유환배 ,  박찬희 ,  이호인 ,  오인환 ,  홍성안 ,  임태훈 ,  남석우

IPC: H01M4/92

CPC classification number: H01M4/921 ,  H01M4/923 ,  H01M4/926 ,  H01M8/1004 ,  Y02E60/50

Abstract: 본 발명에서는, 백금-은 또는 백금-금 주촉매에, 산소를 선택적으로 저장 및 방출하고, 산소 전도도를 가지며, 저온에서 일산화탄소의 산화 반응이 용이한 조촉매로, 로듐, 세리아 성분, 또는 루테늄, 또는 이러한 물질들의 복합체를 함유시켜, 산소환원 특성뿐만 아니라 메탄올 산화 특성과 일산화탄소에 대한 내피독성이 우수한 촉매를 제조할 수 있고, 특히 환원극에 공기를 사용하는 경우에도, 백금 촉매의 산소흡착 특성을 증가시켜 연료 전지용 전극 촉매의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

公开(公告)号：KR100448518B1

公开(公告)日：2004-09-13

申请号：KR1020020055840

申请日：2002-09-13

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  남석우 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  조은애 ,  김승구

IPC: H01M4/88

Abstract: 본 발명에 의한 고강도 MCFC용 공기극의 제조 방법은, 니켈 분말에 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속 성분의 소결 조제를 니켈에 대하여 0.01mol% 내지 15mol%로 함유시켜 테이프캐스팅용 슬러리를 제조하는 단계(a); 상기 단계(a)의 슬러리를 테이프캐스팅법으로 성형하는 단계(b); 및 상기 단계(b)의 성형 후 건조시키고, 소결하여 용융탄산염 연료전지용 공기극을 제조하는 단계(c)를 포함하여 구성되는 용융탄산염 연료전지용 공기극의 제조 방법으로서, 상기 단계(a)의 소결 조제는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘으로 구성되는 하나 이상의 알칼리 금속 및/또는 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 라듐으로 구성되는 하나 이상의 알칼리 토금속의 염 또는 알콕사이드이고, 상기 염은 질산화물, 아세트산화물, 황산화물, 수산화물, 염화물, 또는 인산화물이고, 상기 알콕사이드는 메톡사이드, 에톡사이드, 프로폭사이드, 또는 부톡사이드인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 고강도 MCFC용 공기극의 제조 방법에 있어서, 상기 단계(a)의 소결 조제는 질산 리튬이고, 상기 단계(a)는 코발트의 염 또는 알콕사이드를 더 첨가시켜 슬러리를 제조하며, 이 때 상기 염은 질산화물, 아세트산화물, 황산화물, 수산화물, 염화물, 또는 인산화물이고, 상기 알콕사이드는 메톡사이드, 에톡사이드, 프로폭사이드, 또는 부톡사이드인 것을 특징으로 한다.

Abstract translation: 目的：提供一种通过使用碱金属和/或碱土金属组分作为烧结助剂以及通过该方法生产的阴极来生产用于熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）的高强度阴极的方法。 本发明的MCFC用高强度阴极的制造方法包括以下步骤：通过注入0.01-15摩尔％（基于镍）的碱金属和/或碱土金属成分作为烧结助剂 进入镍粉; 通过流延成型法成型浆料; 干燥和烧结。 烧结助剂是至少一种碱金属和/或至少一种碱土金属的盐或醇盐，其中盐是硝酸盐，乙酸盐，硫酸盐，氢氧化物，氯化物或磷酸盐，醇盐是甲醇盐，乙醇盐，丙醇盐， 或丁醇盐。

公开(公告)号：KR100439855B1

公开(公告)日：2004-07-12

申请号：KR1020020010246

申请日：2002-02-26

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  남석우 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  이광수

IPC: H01M4/86

Abstract: 본 발명은 합금분말 또는 금속간 화합물을 포함하는 강화용 분말을 순수한 Ni 또는 Cu 분말과 특정비율로 혼합하여 제조함으로써 소결 및 압축변형 저항성이 개선되고, 경제적인 방법으로 대면적화가 가능한 MCFC용 연료극 및 이를 구비한 MCFC에 관한 것이다. 본 발명에 의한 용융탄산염 연료전지용 연료극은, 연료극, 전해질 및 공기극을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 연료극으로서, 상기 연료극은 Ni 함유 금속 혼합물, Ni 함유 합금 및 Ni 함유 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 강화용 분말과 순수한 Ni 또는 Cu 분말을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 의한 용융탄산염 연료전지용 연료극에 있어서, 상기 강화용 분말은 30부피% 내지 70부피%로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 MCFC용 연료극 및 이를 포함한 MCFC를 이용하면, MCFC의 연료극의 소결 및 압축변형 저항성을 증가시켜 MCFC의 장기 운전시 발생할 수 있는 전해질 매트릭스의 균열 및 연료극 분극 증가에 따른 전지 성능 저하를 억제할 수 있고, 안정한 성능을 유지한 채 MCFC를 장기간 운전시킬 수 있으며, 연료극 제조의 단가를 낮출 수 있어 대량생산에 적합하다.

Abstract translation: 目的：提供一种用于熔融碳酸盐燃料电池的燃料电极和一种包含该电极的熔融碳酸盐燃料电池，以防止由于电解质基体的破裂和燃料电池的极化增加而引起的燃料电池性能的劣化和 降低制造成本。 构成：燃料电极是通过混合至少一种选自含Ni金属混合物，含Ni合金和含Ni金属化合物的增强粉末来提高在烧结过程中抗烧结和压模的耐受性 燃料电极的操作以及用于改善烧结性能的纯Ni或Cu粉末。 优选地，增强粉末的含量为30-70体积％。

公开(公告)号：KR1020040026180A

公开(公告)日：2004-03-30

申请号：KR1020020057542

申请日：2002-09-23

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 홍성안 ,  오인환 ,  임태훈 ,  남석우 ,  하흥용 ,  윤성필 ,  한종희 ,  조은애

IPC: H01M4/88

Abstract: PURPOSE: Provided is a process for producing a porous electrode and a thin film electrolyte for an ultrasmall-sized electrochemical device, which can be used in producing a power source of the small-sized device like a solid oxide fuel cell(SOFC), a sensor, or a solid state device. CONSTITUTION: The process comprises the steps of: (a) sputtering an electrode material and a pore former simultaneously to produce a fine electrode, wherein the electrode material is selected from platinum, silver, gold, rhodium, iridium, palladium, or ruthenium and the pore former is at least one selected from copper, cobalt, or nickel; (b) sputtering an ion-conductive ceramic electrolyte on the electrode of the step(a) to form a thin film; (c) sputtering the electrode material and the pore former simultaneously on the electrolyte of the step (b) to form a counter electrode; (d) removing the pore former selectively by heating, acidifying, or basifying to produce the porous electrode.

Abstract translation: 目的：提供一种用于制造用于超小型电化学装置的多孔电极和薄膜电解质的方法，其可用于制造小型装置的电源，如固体氧化物燃料电池（SOFC）， 传感器或固态设备。 构成：该方法包括以下步骤：（a）同时溅射电极材料和成孔剂以产生细电极，其中电极材料选自铂，银，金，铑，铱，钯或钌，并且 成孔剂是选自铜，钴或镍中的至少一种; （b）在步骤（a）的电极上溅射离子传导陶瓷电解质以形成薄膜; （c）将电极材料和成孔剂同时溅射在步骤（b）的电解质上以形成对电极; （d）通过加热，酸化或碱化来选择性除去成孔剂以产生多孔电极。