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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국에너지기술연구원 Korea Institute of Energy Research |
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연구책임자 | 송락현 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-06 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600017247 |
과제고유번호 | 1415129741 |
사업명 | 소재부품기술개발 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 고체산화물연료전지.세라믹.접속자.나노복합소재.전자전도성.소결. |
최종목표
○ 높은 전자 전도성 및 장기 안정성이 우수한 접속자용 나노 복합소재 기술 개발
- 전자전도도 = 20 S/cm - ASR = 0.035 Ω ㎠,
- 분말 입자크기 = 100 nm - 열팽창계수 = 95~115×10-7/℃
- 기계적 강도 = 150 MPa
개발내용 및 결과
○ 고전자전도성 나노소재 설계 및 합성 기술 개발
- 페로브스카이트 및 스피넬 산화물 기반 접속자용 신규 소재 조성 설계 및 조성 최적화
· 전자전도도 > 21 S/cm (750℃)<
최종목표
○ 높은 전자 전도성 및 장기 안정성이 우수한 접속자용 나노 복합소재 기술 개발
- 전자전도도 = 20 S/cm - ASR = 0.035 Ω ㎠,
- 분말 입자크기 = 100 nm - 열팽창계수 = 95~115×10-7/℃
- 기계적 강도 = 150 MPa
개발내용 및 결과
○ 고전자전도성 나노소재 설계 및 합성 기술 개발
- 페로브스카이트 및 스피넬 산화물 기반 접속자용 신규 소재 조성 설계 및 조성 최적화
· 전자전도도 > 21 S/cm (750℃)
- 습식법(GNP, Pechini, 수열법) 기반의 고순도 나노 분말 합성 기술 개발
· 접속자 분말 크기 < 100 nm
○ 다층구조 세라믹 접속자용 치밀막 제조 기술 개발
- 스크린 프린트용 페이스트 및 코팅 공정 개발
- (Sr,La)TiO3/(La,Sr)MnO3 및 (Sr,La)TiO3/(La,Sr)FeO3 로 구성된 치밀한 다층구조 접속자 코팅
· ASR = 0.02 Ω ㎠ (750℃)
- 다층구조 접속자를 적용한 평관형 및 세그먼트형 SOFC 제조 및 성능 평가
○ 금속 접속자 보호막용 치밀막 제조 기술 개발
- 딥코팅용 페이스트 및 코팅 공정 개발
- 스피넬 및 페로브스카이트 산화물 기반 치밀한 보호막 코팅
· ASR = 0.01 Ω ㎠ (750℃)
○ 저온 소결 및 크롬 휘발 저감 기술 개발
- 소재 복합화 및 조성제어를 통한 소결 온도 저감
· 소결 온도 ≈ 1000℃
- 크롬 산화막 형성 억제용 최적 보호막 소재 조성 및 소결 기술 확보 (Mn-Co-Cu 및 Cu-Mn 스피넬)
- 스피넬 보호막 코팅에 의한 금속 접속자로부터의 크롬 휘발 및 공기극 크롬 피독 억제 기술 확보
○ 미세구조 제어 및 고내구성 나노복합체 제조 기술 개발
- 접속자 소재의 조성 제어를 통한 열팽창 특성 제어 및 고강도화 기술 개발
· 열팽창계수 = 95~115×10-7/℃
· 기계적 강도 = 158 MPa
- 접속자 코팅층 계면 결착력 평가법 확립 및 계면 미세구조 제어 기술 개발
기술개발 배경
○ 접속자는 SOFC 스택의 출력 특성 및 운전 수명을 결정하는 핵심 부품으로서 고전자전도성 및 고내구성의 세라믹 소재 및 치밀막 제조 기술 개발이 요구됨
○ 기존 접속자 기술의 성능 한계를 극복하기 위한 신규 조성의 세라믹 접속자 소재 설계/합성 및 나노 복합화 기술 개발 필요
핵심개발 기술의 의의
○ 페로브스카이트 및 스피넬 산화물 기반 다양한 접속자 소재 조성을 확보하였으며, 제조된 나노복합소재를 이용하여 2배 이상 전기적 특성이 개선된 다층구조 세라믹 접속자 및 금속 분리판용 접속자를 개발하였음
○ 다공성 지지체 상에 치밀한 접속자를 형성하는 기술은 SOFC의 최대 난제 중의 하나로 본 과제를 통해 국내 자체 기술이 개발되었음. 향후 2단계 양산 기술 개발을 통한 수입 대체 및 기술 수출이 가능할 것으로 전망됨
적용 분야
○ 원통형, 평관형 및 세그먼트형 SOFC 세라믹 접속자, 평판형 SOFC 금속 접속자 및 보호막, 고온 SOFC 단위셀 집전체 등
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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