연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율$50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.
연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.
Anode-supported flat tubular solid oxide fuel cell (SOFC) was investigated to increase the cell power density. The anode-supported flat tube was fabricated by extrusion process. The porosity and pore size of Ni/YSZ ($8mol\%$ yttria-stabilized zirconia) cermet anode were $50.6\%\;and\...
Anode-supported flat tubular solid oxide fuel cell (SOFC) was investigated to increase the cell power density. The anode-supported flat tube was fabricated by extrusion process. The porosity and pore size of Ni/YSZ ($8mol\%$ yttria-stabilized zirconia) cermet anode were $50.6\%\;and\;0.23{\mu}m$, respectively. The Ni particles in the anode were distributed uniformly and connected well to each other particles in the cermet anode. YSZ electrolyte layer and multilayered cathode composed of $LSM(La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ composite, LSM, and $LSCF(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.7}O_3)$ were coated onto the anode substrate by slurry dip coating, subsequently. The anode-supported flat tubular cell showed a performance of $300mW/cm^2 (0.6V,\; 500 mA/cm^2)\;at\;500^{\circ}C$. The electrochemical characteristics of the flat tubular cell were examined by ac impedance method and the humidified fuel enhanced the cell performance. Areal specific resistance of the LSM-coated SUS430 by slurry dipping process as metallic interconnect was $148m{\Omega}cm^2\;at\;750^{\circ}C$ and then decreased to $148m{\Omega}cm^2$ after 450hr. On the other hand, the LSM-coated Fecralloy by slurry dipping process showed a high area specific resistance.
Anode-supported flat tubular solid oxide fuel cell (SOFC) was investigated to increase the cell power density. The anode-supported flat tube was fabricated by extrusion process. The porosity and pore size of Ni/YSZ ($8mol\%$ yttria-stabilized zirconia) cermet anode were $50.6\%\;and\;0.23{\mu}m$, respectively. The Ni particles in the anode were distributed uniformly and connected well to each other particles in the cermet anode. YSZ electrolyte layer and multilayered cathode composed of $LSM(La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ composite, LSM, and $LSCF(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.7}O_3)$ were coated onto the anode substrate by slurry dip coating, subsequently. The anode-supported flat tubular cell showed a performance of $300mW/cm^2 (0.6V,\; 500 mA/cm^2)\;at\;500^{\circ}C$. The electrochemical characteristics of the flat tubular cell were examined by ac impedance method and the humidified fuel enhanced the cell performance. Areal specific resistance of the LSM-coated SUS430 by slurry dipping process as metallic interconnect was $148m{\Omega}cm^2\;at\;750^{\circ}C$ and then decreased to $148m{\Omega}cm^2$ after 450hr. On the other hand, the LSM-coated Fecralloy by slurry dipping process showed a high area specific resistance.
R. H. Song, E. Y. Kim, D. R. Shin, and H. Yokokawa, Proceedings of the 6th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, Ed., U. Stimming, S. C. Singhal, H. Tagawa, 99-19, 845-850 (1999)
R. H. Song, K. S. Song, Y. E. Ihm, and H. Yokokawa, Proceedings of the 7th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, Ed., H. Yokokawa, and S. C. Singhal, 2001-16, 1073-1079 (2001)
송근숙, 송락현, 임영언, Korean J. of Mat. Res., 12(9), 691-695 (2002)
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