公开(公告)号：KR100437498B1

公开(公告)日：2004-06-25

申请号：KR1020020006196

申请日：2002-02-04

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 송락현 ,  신동열 ,  송근숙 ,  하루미요코카와

IPC: H01M8/00

CPC classification number: H01M8/243 ,  H01M4/9033 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/1226 ,  H01M8/2404 ,  Y02P70/56

Abstract: 본 발명은 대량 생산이 가능한 슬러리 디핑법을 이용하여 압출성형된 다공성 연료극 지지체관의 외표면에 전해질층과 공기극을 일련의 순서로 코팅하여 연료극 지지체식 원통형 단위전지를 제작하므로써 기계적 강도가 높아 안정된 연료전지 스택을 구성할 수 있을 뿐 아니라, 전기전도도가 우수하여 전류의 흐름이 양호하고 제조비용이 저렴한 연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지의 단위전지를 상하면에 다수 반원형 단면의 원통형 요홈들이 형성된 연결재판들과 함께 적층결합시켜 연료전지 스택을 구성하는 연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지 스택과 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 스택은 연료극을 지지체관으로 하는 다수의 원통형 연료전지들과 이들을 적층연결하기 위한 금속 연결재판들 및 전극으로 구성되며, 이러한 스택을 제조하기 위한 방법은, NiO-YSZ 분말과 탄소 분말이 혼합된 연료극 페이스트를 얻는 단계와; 상기 연료극 페이스트를 원통형의 연료극 지지체관으로 압출성형하는 단계와; 원통형으로 압출성형된 연료극 지지체관을 가소결하는 단계와; YSZ 분말과 기타 첨가제를 혼합한 액상의 전해질 슬러리를 만드는 단계와; 액상의 슬러리에 상기 연료극 지지체관의 외주면에 축방향으로 띠 형태의 유기 피막층을 피복시킨 후, 연료극 지지체관을 액상의 전해질 슬러리에 디핑하여 연료극 지지체관의 표면에 슬러리층을 코팅한 후 공소결하여 전해질층을 얻는 단계와; 세라믹 연결재 소재를 유기 보호 피막이 피복되었던 곳에 디핑에 의한 습식법으로 코팅한 후 소결하여 띠형태의 세라믹층이 코팅된 연결재를 형성시키는 단계와; 띠 형태의 상기 세라믹 연결재의 표면에 유기 보호 피막을 피복시킨 후, 공기극용 액상의 슬러리를 사용하여 상기 전해질층 표면에 디핑에 의한 슬러리 코팅법으로 공기극을 코팅하는 단계와; 코팅된 공기극 슬러리를 소성하여 단위전지를 완성시키는 단계와; 반원형 요홈들이 형성된 다수의 금속 연결재판들과 단위전지들을 금속 연결재판->연료전지->금속 연결재판의 순으로 적층하고 최상층 및 최하층의 금속 연결재판에 스택 전극을 각각 연결하는 단계로 이루어진다.
본 발명 방법에 의한 연료극 지지체식 원통형 고체 산화물 연료전지 스택은, 연료극 지지체를 사용하므로써 성능 저하 없이 작동 온도를 떨어뜨리므로써 비교적 저가의 상용 금속을 연결재판으로 사용할 수 있는 이점이 있으며, 평판형에 비하여 대용량에 필요한 대면적 연료전지의 제조가 용이하고, 전해질층을 습식 슬러리 디핑 코팅법으로 형성시키므써 종래 전해질층 형성 방법에 비하여 경제적인 동시에 대량 생산이 가능한 장점이 있다.

Abstract translation: 本发明公开了一种阳极支撑管式固体氧化物燃料电池堆，其中薄的和致密的电解质层和空气电极在通过使用淤浆浸渍法挤出的多孔阳极支撑管的表面上有序地涂覆 大量生产燃料电池，由此形成具有高机械强度的稳定的燃料电池堆，以及制造负极支承的管状固体氧化物燃料电池堆的方法。 在以低成本制造具有良好导电性和平稳电流的用于阳极支撑的管状固体氧化物燃料电池堆的多个单元电池之后，单元电池被堆叠并与具有用于安装单元电池的半圆形凹槽的多个金属连接板组合 在其上以制造期望的燃料电池堆。 负极支承的管状固体氧化物燃料电池堆的优点在于，通过使用阳极支承管来降低燃料电池堆的工作温度而不降低性能，因此使用价格相对较低的商业金属作为连接器板 与平板型燃料电池堆相比，容易生产大容量的燃料电池。

公开(公告)号：KR1020030066042A

公开(公告)日：2003-08-09

申请号：KR1020020006196

申请日：2002-02-04

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 송락현 ,  신동열 ,  송근숙 ,  하루미요코카와

IPC: H01M8/00

CPC classification number: H01M8/243 ,  H01M4/9033 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/1226 ,  H01M8/2404 ,  Y02P70/56

Abstract: PURPOSE: Provided are a cylindrical solid oxide fuel battery stack having anode support pattern, which has excellent efficiency, and a method for effectively producing the same. CONSTITUTION: The stack comprises a plurality of anode supporting fuel cells having connectors(1D) which are longitudinally formed at one side of circumference of cylindrical anode(1C) support pipe and protruded outside circumference of cathode(1A), but is not connected with the cathode, wherein the electrolyte layer(1B) consisting of a mixture of 60-95 wt% of organic solvent and 5-40 wt% of YSZ powder, 5-12 wt% of binder per 100 g of YSZ powder, 5-15 cc of plasticizer per 100 g of YSZ, 1-3 cc of homogenizer per 100 g of YSZ powder, and 1-3 cc of dispersing agent per 100 g of YSZ powder, is formed at circumference of cylindrical anode support pipe formed by adding 20-50 vol% of carbon powder as a pore-forming agent, to mixed powder of NiO having 30-50 vol% of Ni and YSZ, and a cathode is coated on circumference of the electrolyte layer; a metal connector plates having surface coated with conductive ceramic layer, which consists of lower plates of connector, medium plates(13M) of connector and one top plate of connector; and electrodes which are connected to the top plate and the lower plates, respectively.

Abstract translation: 目的：提供一种具有阳极支撑图案的圆柱形固体氧化物燃料电池堆，其效率优异，并且有效地制造该方法。 构成：该堆叠体包括多个具有连接器（1D）的阳极支撑燃料电池，连接器（1D）纵向地形成在圆柱形阳极（1C）支撑管的圆周的一侧，并且突出于阴极（1A）的外周，但不与 阴极，其中由60-95重量％的有机溶剂和5-40重量％的YSZ粉末的混合物组成的电解质层（1B），每100g YSZ粉末为5-12重量％的粘合剂，5-15厘米 的每100克YSZ的增塑剂，每100g YSZ粉末1-3cc均化器和每100g YSZ粉末的1-3cc分散剂，在通过添加20- 将50体积％的作为成孔剂的碳粉末，具有30〜50体积％的Ni和YSZ的NiO的混合粉末和阴极涂布在电解质层的周围; 具有涂覆有导电陶瓷层的表面的金属连接器板，其由连接器的下板，连接器的中间板（13M）和一个连接器的顶板组成; 以及分别连接到顶板和下板的电极。