Abstract:
본 발명은 이온전도성을 갖도록 개질된 다공성 촉매 담체에 금속 촉매를 담지한 저온연료전지용 촉매, 그 제조방법, 상기 촉매를 이용한 저온연료전지용 전극, 그 제조방법, 상기 촉매를 이용한 저온연료전지용 막전극접합체, 그 제조방법, 상기 촉매를 이용한 저온연료전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 금속 촉매가 촉매 담체의 미세 기공에 들어가는 것을 방지하고, 전극내에서 이온전도성 고분자 전해질 물질과 접촉하는 금속 촉매의 양을 증가시켜, 전극 촉매층에서 반응물과 촉매와 이온전도성 고분자 전해질 물질과 함께 만나는 삼상계면의 면적을 확대하여 수소 이온 전달을 활발히 함으로써, 금속 촉매의 이용률을 획기적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 전극 제조시 첨가되는 이온전도성 고분자 전해질 물질의 양을 줄임으로써 전기저항을 감소시키고 전극의 오버포텐셜을 감소함으로써 연료전지의 성능을 향상할 수 있다. 본 발명에 따라 제조되는 촉매는 무공해 에너지원인 저온연료전지용 전극, 저온연료전지용 막전극접합체, 저온연료전지에 그 촉매로서 사용되어 저온연료전지의 성능 향상을 가져올 수 있고, 촉매의 사용량을 저감시키므로써 저온연료전지 스택의 원가 비용을 크게 절감시킬 수 있다. 저온연료전지, 연료전지촉매, 개질다공성담체, 이온전도성고분자전해질, 삼상계면, 촉매이용율
Abstract:
본 발명에서는, 연료의 부분 산화 개질 반응용 촉매에 있어서, 관통 구멍이 형성된 특히 디스크형의 성형체인, 연료의 부분 산화 개질 반응용 촉매를 개시한다. 또한, 본 발명에서는 상기 관통 구멍이 형성된 디스크 형태의 촉매 성형체 또는 촉매 성형체 더미, 및 상기 촉매 성형체 또는 촉매 성형체 더미를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 연료 개질 반응기, 상기 촉매 성형체 또는 촉매 성형체 더미의 관통 구멍 안쪽에서 전기 불꽃을 발생시키는 점화기, 및 상기 촉매 성형체 또는 촉매 성형체 더미의 관통 구멍 안쪽으로 연료와 공기를 상호 섞이지 않도록 각각 따로, 또는 함께 공급할 수 있는 가스 공급 라인을 포함하는 연료의 부분 산화 개질 반응에 의한 연료 개질 장치 및 연료 개질 방법을 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. 본 발명의 연료의 부분 산화 개질 반응에 의한 연료 개질 장치 및 연료 개질 방법에 따르면, 효과적으로 반응열을 제어하고 이를 이용하게 되므로, 예를 들어 가정용, 휴대용, 자동차용 연료전지 등의 연료 개질 시스템에 필수적으로 요구되는, 간단한 on-off 작동 및 시동 시간의 단축 그리고 안정적인 조업 조건을 달성하게 된다. 연료개질, 부분산화개질반응, 관통구멍, 디스크형, 도넛형, 촉매
Abstract:
본 발명에서는, 판재로 이루어지고, 상기 판재를 관통하는 복수개의 구멍을 구비하며, 상기 복수개의 구멍은 규칙성을 갖고 배열된 가스 분배판;이 두개 이상 적층된 것이고, 상기 적층된 분배판중 인접하는 두개의 분배판의 구멍의 위치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 가스 분배기를 개시한다. 이때, 상기 적층된 가스 분배판중 어느 하나 또는 둘이상의 가스 분배판의 일측 표면 또는 양측 표면에, 상기 구멍과 별도로, 상기 분배판의 두께보다 작은 깊이를 갖는 가스 흐름 채널이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 적층된 가스 분배판중 인접하는 두개의 분배판의 사이에, 다공성 부재와 망형상의 부재가 각각 단독으로 또는 함께, 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 가스 분배기는 유량의 많고 적음에 관계없이 가스 분배를 균일하게 하거나 또는 가스의 분배율(유량 분포)을 위치에 따라 조절할 수 있고, 국부적 발열의 제어 등 반응열의 분포를 용이하게 조절할 수 있어 반응기내의 반응을 효율적으로 제어할 수 있다는 효과를 달성한다. 가스, 분배기, 분배판, 평판형, 원통형, 원형, 구멍, 다공성, 미세채널
Abstract:
본 발명은 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell; MCFC)용 연료극 및 그를 포함한 MCFC에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 MCFC용 연료극은 기공면이 다공성 세라믹 막으로 코팅된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 MCFC용 연료극 및 이를 포함한 MCFC를 이용하면, MCFC의 전해질인 용융탄산염에 대한 연료극의 젖음성을 향상시키고 전해질 담지량을 증가시킴으로써, 과량의 전해질이 공급되어도 공기극 측의 플러딩이 발생하지 않도록 방지하며, MCFC의 장기 운전시 발생할 수 있는 용융탄산염의 증발 및 부식 등에 의한 전해질 소모와 그에 따른 전지 성능 저하를 억제할 수 있다. 또한, 본 발명은 연료극의 기공의 크기를 변화시키지 않음으로써 미세구조를 유지하여 연료극의 기체 확산 저항을 유발시키지 않는 효과가 있다. 따라서, 궁극적으로는 MCFC의 장기간 운전시 발생하는 전해질의 소모를 방지함으로써 안정한 성능을 유지한 채 MCFC를 장기간 운전시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 본 실시예에서 사용한 Ni, Ni-Cr 및 Ni-Al 합금 전극 뿐만 아니라, 최근 MCFC 연료극 재료로 부상하고 있는 Ni-기초 합금이나 금속간 화합물 전극의 경우에도 그대로 적용될 수 있으므로 연료극의 재료에 상관없이 연료극의 장기적 성능의 향상에 기여할 수 있다.
Abstract:
본 발명에서는, 연료 전지용 분리판에 있어서, 그 분리판의 재질이, 표면에 TiN이 코팅된 금속인 것을 특징으로 하는 TiN을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판을 개시하고, 고분자 전해질 연료 전지에 있어서, 상기 분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료 전지를 개시하며, 연료 전지용 분리판의 제조 방법에 있어서, 금속판 양면에 각각 가스 유로와 냉각수 유로를 형성하거나, 또는 금속판 양면에 각각 가스 유로를 형성하는 단계(S1); 상기 유로가 형성된 금속판 두 장을 접합하는 단계(S2); 및 상기 접합된 금속판의 표면에 TiN을 코팅하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 TiN을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판의 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 의한 TiN을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 고분자 전해질 연료 전지는, 기존의 그라파이트 분리판에 비해, 박막화가 가능하고, 출력밀도를 높일 수 있으며, 동시에 적정 수준의 물리적 강도를 유지하여 외부 충격에 의한 파괴 염려가 없고, 유로 형성이 용이하며, 가격이 저렴하다는 효과를 달성한다. 또한, 본 발명에 의한 TiN을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 고분자 전해질 연료 전지는, 기존의 금속 분리판에 비해, 전해질에 의한 부식의 염려가 없어, 내구성이 우수하고, 수명이 길다는 효과를 달성한다. 또한, 본 발명에 TiN을 코팅한 금속을 이용한 연료 전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 고분자 전해질 연료 전지는, 대량생산 체제를 갖추는 경우, 유로를 스테인리스 강판에 형성하는 대신 금속 박판을 스템핑(stamping) 하여 제작한 후 브레이징과 TiN 코팅 공정을 거침에 따라, 스택의 무게 감소에도 기여하게 되는 효과를 달성한다.
Abstract:
본 발명에서는, Ca X Ni Y (PO 4 ) 6 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 산화물 담체를 사용하지 않는 탄화수소의 부분산화용 촉매를 개시하고, 또한, 이염기 암모늄 수용액, 질산니켈 수용액, 질산칼슘 수용액을 제공하는 단계(S1); 상기 수용액을 혼합하는 단계(S2); 및 상기 혼합된 수용액을 가열하고, 건조한 후, 소성하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 담체를 사용하지 않는 탄화수소의 부분산화용 촉매의 제조 방법을 개시하며, 또한, 상기한 촉매를 환원시킨 후, 수소로 환원시키는 추가 과정 없이, 탄화수소의 부분산화 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 산화물 담체를 사용하지 않는 촉매를 이용한 탄화수소의 부분산화 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 산화물 담체를 사용하지 않는 탄화수소의 부분산화용 촉매, 그 제조 방법 및 그 촉매를 이용한 탄화수소의 부분산화 방법은, 탄화수소의 부분산화 반응에 이용되었던 종래의 산화물 담체에 담지된 Ni 촉매의 문제점을 해결하여, Ni 입자가 미세하고 잘 분산되어 반응 활성을 유지할 수 있고 탄소침적에 대한 저항성을 크게 하여 촉매의 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 일단 한번만 환원시키고 나면, 공기에 노출되어도 수소로 환원시키는 과정을 다시 거치지 않고, 즉 CH 4 /O 2 만으로도 비교적 낮은 온도에서 재활성화가 가능하므로, 그 취급이 용이하고, 콤팩트한 형태의 소형 장치 및 설비에적용하는 것이 적합하다. 따라서, 탑재(on-board)되는 중소형 고정형 설비나 자동차용 연료전지등 콤팩트한 형태의 소형 장치등에 유용하다.
Abstract:
본 발명은 직접메탄올 연료전지에 사용되는 고분자 전해질막의 메탄올 크로스오버 현상을 줄이고, 전지의 성능을 향상시키기 위해 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 방법으로 고분자 전해질막 표면에 무기질 박막을 코팅하는 직접메탄올 연료전지용 복합 고분자 전해질막의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 무기질 박막이 코팅된 직접메탄올 연료전지용 복합고분자 전해질막의 제조 방법은 플라즈마 화학기상 증착법을 이용하여 상용의 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질막의 표면에 실리콘 옥사이드(SiO 2 ), 티타늄 옥사이드(TiO 2 ), 지르코늄 옥사이드(ZrO 2 ), 지르코늄 포스페이트(Zr(HPO 4 ) 2 ), 제올라이트, 실리카라이트 및 알루미늄 옥사이드(Al 2 O 3 )로 구성되는 군으로부터 1 이상 선택되는 무기질로 구성되는 무기질 박막을 1.0 내지 500 나노미터의 두께로 코팅하여 복합막을 얻는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 PECVD 장치를 이용하여 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질막에 무기질 박막을 코팅함으로써, 고분자 전해질막의 이온 전도도를 크게 감소시키지 않으면서 메탄올 크로스오버를 상당히 감소시키며, 직접메탄올 연료전지에 적용하였을 때 높은 전지 성능을 구현할 수 있다.
Abstract:
PURPOSE: Provided is a supported ceramic on metal catalyst for water gas shift reaction, in which the catalyst has higher catalytic activity and thermal stability than supported metal on ceramic catalyst, and further provided is a method for preparing the same. CONSTITUTION: The catalyst comprises metal carrier such as gold, silver, copper, nickel, zinc, chrome and aluminum and ceramics supported on the metal carrier, wherein the ceramic is ceria, zirconia, bismuth, perovskite or bismuth oxides. The method comprises the steps of (a) on one or more metal selected from a group consisted of gold, silver, copper, nickel, zinc, chrome and aluminum, supporting ceramics based on ceria, zirconia, bismuth, perovskite or bismuth oxides, (b) drying the ceramics supported on metal at room temperature, (c) oxidizing the ceramics at a temperature of 500 to 1000°C, and (d) reducing the ceramic on metal at a temperature of 300 to 450°C in hydrogen ambient.
Abstract:
PURPOSE: A fuel electrode for a molten carbonate fuel cell and a molten carbonate fuel cell containing the electrode are provided, to inhibit the deterioration of the performance of fuel cell due to the cracking of an electrolyte matrix and the increase of polarization of fuel cell and to lower the manufacturing cost. CONSTITUTION: The fuel electrode is prepared by mixing at least one reinforcing powder selected from the group consisting of a Ni-containing metal mixture, a Ni-containing alloy and a Ni-containing metal compound for improving the resistance against sintering and compression molding during the operation of a fuel electrode, and a pure Ni or Cu powder for improving the sintering property. Preferably the content of the reinforcing powder is 30-70 vol%.
Abstract:
PURPOSE: A gas supply apparatus for the operation of a fuel cell is provided, to allow the apparatus to be operated under a high pressure, the humidification state of the gas supplied to a fuel cell to be controlled easily and the water necessary for the humidification to be supplemented even during operation. CONSTITUTION: The gas supply apparatus supplies the reaction gas to a fuel cell after humidifying the reaction gas supplied from a gas source in a humidifier, wherein the humidifier comprises a container(30) receiving the reaction gas and humidifying it by using water; a humidifier gas supply pipe(13) whose one side is inserted into the container to supply the reaction gas to be humidified; a water supply pipe(33) supplying the water to be used for humidifying the reaction gas to the container; and a fuel cell gas supply pipe(15) connected with the container to supply the humidified reaction gas to a fuel cell. Preferably a detachable jacket-shaped container heater(35) is set at the outer circumference of the container for humidifying the reaction gas by heating; and a water supplement valve(34) is set at the water supply pipe.