A Study on Polarization of the Molten Carvonate Fuel Cell

용융탄산염 연료전지의 분극현상 연구

To improve the MCFC performance it is important to distingush between polarization losses occuring in the individual electrodes and other components. In this study a current interruption technique has been applied to a MCFC unit cell having a reference electrode to separately study the contributions of IR loss and other polarization losses. At a current density of $150mA/cm^2$ the IR-free polarization of a Ni anode was about 60mV while that of a NiO cathode was 130mV and the Ohmic loss of the cell was as large as 170mV suggesting that both the cathode and the cell structure need further improvement. The thin-film electrode model was used to simulate the performance of the electrodes. Both andoe data and cathode data were successfully fitted.

본 연구에서는 용융탄산염 연료전지의 각 구성요소에서 발생하는 분극현상을 조사하였다. 기준 전극을 부착한 단위전지를 제작하고 전류단락법을 이용하여 전지의 내부저항에 의한 전압손실 및 그이외의 과전압을 측정하였다. $150mA/cm^2$의 전류밀도에서 anode의 과전압은 60mV이하였으나 cathode의 과전압은 130mV 정도로 크게 나타났으며, 전지의 내부저항에 의한 과전압도 170mV정도로커서 cathode의 성능 개선 빛 내부저항의 감소가 필요함을 알았다. 박막 모델을 사용하여 전극의 과전압을 실험치와 근접하게 예측할 수 있었으며, 전극 전해질 계면의 면적 및 전해질 박막의 두께를 조절하여 과전압이 최소가 되도록 전극의 구조를 조절하는 것이 매우 중요함을 알 수 있었다.