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고체산화물연료전지 개발 현황 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.15 no.3, 2012년, pp.19 - 23  

김재육 (쌍용머티리얼(주) 신소재연구소) ,  황일두 (쌍용머티리얼(주) 신소재연구소) ,  이준 (쌍용머티리얼(주) 신소재연구소) ,  김진영 (쌍용머티리얼(주) 신소재연구소)

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문제 정의

  • 경제성 확보와 관련하여 일본 JX ENEOS의 경우2), 2011년 현재 0.7kW급 가정용연료전지의 코스트는 200만¥ 전후로, 양산효과에 의하여 우선적으로 100만¥을 달성하는 것을 목표로 하고 있다. 당사의 경우, 현 수준에서의 제조원가를 기초로 양산화에 따른 코스트 저감을 위한 계획을 수립할 예정이다.
  • 이상과 같이 쌍용머티리얼에서 개발한 셀 및 스택의 결과를 나타내었다. 그러나, 실제 상품화를 위해서는 스택부피의 감소, 성능향상 및 내구성 확보, 경제성 확보 등의 과제가 도출되어, 이에 대한 향후 계획에 대해 간략하게 정리하고자 한다.
  • 여기서는 가정/건물용 고체산화물연료전지 분야에서 선두를 달리고 있는 업체를 중심으로 개발 및 시장 동향에 대하여 살펴보고, 당사의 스택 개발 현황 및 향후 개발 방향에 대하여 소개하고자 한다.
  • 이러한 과제의 해결과 함께 대경광역경제권 선도산업 2단계 과제에 참여하여, 스택을 공급함으로써 SOFC의 상용화에 기여하고자 힌다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고체산화물연료전지 상용화의 관건은? 그러나, 고체산화물연료전지는 고온작동으로 인하여 제조 및 유지비용이 높고, 장기 운전 및 열싸이클에 대한 낮은 신뢰성으로 인하여, 장기 내구성을 확보할 수 있는 기술개발이 상용화의 관건이라 할 수 있다.
연료전지가 오염물질 및 온실가스 배출량을 감소시킬 수 있는 이유는? 연료전지는 연료의 화학에너지를 전기화학반응에 의하여 전기에너지로 직접 변환시킴으로 높은 에너지 변환 효율을 나타낸다. 따라서, 열기관에 대비하여 연료 소비가 적고 오염물질 및 온실가스 배출량을 크게 감소시킬 수 있다. 일반적으로 연료전지는 수소를 연료로 사용하여 작동하는 것으로 알려져 있으나, 고온(600~800℃)에서 작동하는 고체산화물연료전지는 천연가스, 도시가스 등 기존 탄화수소계 연료와 바이오 연료 등 대체 연료를 외부 개질 없이 내부 개질을 통하여 운전할 수 있어서, 수소 기반시설의 구축과 관계없이 상용화가 가능하다.
쌍용머티리얼에서 개발한 셀 및 스택의 결과를 참조한 상품화 해결과제 및 해결 계획은? 우선, 스택부피의 감소와 관련하여 셀의 전극면적 확대 및 성능향상을 통한 부피의 감소를 계획하고 있으며, 둘째로, 성능 향상 및 내구성 확보와 관련하여 셀 구성요소별 미세구조 개선 및 유로 개선, 계면 접합성 향상, 고성능 전극재료의 사용에 의한 셀 성능 향상과 셀간 연결재의 전기적 저항 감소를 위한 연결재 개선 및 집전 구조의 개선, 스택 구조 재검토 등을 계획하고 있다. 또한 내구성 확보를 위하여 셀의 열기계적 강도 및 미세구조의 개선과 밀봉재의 열기계적 안정성 확보, 연결재의 내산화성 개선 등의 과제에 대하여 추진할 계획으로 있다.
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