• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.103.1-103.1
• /
• 2011

고체 산화물 연료전지(SOFC)는 크게 음극(anode), 양극(cathode), 전해질(electrolyte)로 구성되 있으며 연결자를 통해 직렬 또는 병렬로 연결된 형태로 발전장치 등에 활용되고 있다. 이중 연료의 산화반응을 담당하고 있는 연료전지의 음극으로 지금까지 Cobalt, Platinum, Palladium 등의 전이금속 또는 귀금속들이 사용되었지만 현재는 Nickel 또는 Nickel을 함유한 물질들 특히, Ni-YSZ 복합체가 주로 사용되고 있다. Ni-YSZ 복합체는 가격과 성능 등 여러가지 면에서 SOFC의 음극으로 사용하기에 가장 적합한 물질인데 특히 전지의 지지체 역할과 동시에 전극으로서의 역할도 병행해야하는 음극 지지형 SOFC의 경우 Ni-YSZ 복합체의 효용성을 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 SOFC의 음극물질로 가장 널리 쓰이고 있는 Ni-YSZ 복합체를 core shell 형태로 만들어 전도 path를 효율적으로 하고 그 특성을 최적화하기 위한 미세구조 및 소결 거동, 전기적 특성을 평가하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.41 no.4
• /
• pp.257-268
• /
• 2017

This paper proposes an efficient two-dimensional simulation model for solid oxide fuel cells (SOFCs) based on the electrochemical effectiveness model. The effectiveness model is known to accurately predict the current generation performance of SOFC electrodes, by considering the complex reaction/transport processes that occur within thin active functional layers near the electrolyte. After validation tests, the two-dimensional simulation model was used to calculate the distribution of current density and oxygen concentration transverse to the flow channel in anode-supported SOFCs, with which the oxygen depletion characteristics were investigated in detail. In addition, simulations were also conducted to determine the minimum number of grids required in the transverse direction to efficiently obtain accurate results.

• Ceramist
• /
• v.3 no.5
• /
• pp.41-49
• /
• 2000

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.86-91
• /
• 2002

Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) are of great interest of next generation energy conversion system due to their high energy efficiency and environmental friendliness. The basic SOFC unit consists of anode, cathode and solid electrolyte. Among these components, anode plays the most important role for the oxidation of fuel to generate electricity and also behaves as a substrate of the whole cell. It is normally requested that the anode materials should have the high electrical conductivity and gas permeability to reduce the polarization loss of the cell. In this study, the effect of pore former on the microstructure of anode substrate was investigated and thus on the electrical conductivity and the gas permeability. According to the results, microstructure and electrical conductivity of anode substrate were greatly influenced by the shape of pore former and especially by the anisotrpy of the pore former. The use of anisotropic pore former is supposed to deteriorate the cell performance by which the electrical conduction path is disconnected but also the effective gas diffusion path for the fuel is reduced.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.37 no.9
• /
• pp.847-855
• /
• 2000

80$0^{\circ}C$에서 작동하는 중온형 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 단전지의 제조공정을 확립하고 그 출력특성을 평가하였다. 중온형 SOFC에서 문제가 되는 전해질 성분에 의한 출력 감소를 최소화하기 위해 음극기판 위에 7-15$\mu\textrm{m}$ 두께의 얇은 YSZ막을 입히는 음극지지형 SOFC를 구성하였다. 산화, 환원 반응이 일어나는 전극에서는 전극반응에 필요한 유효면적을 최대화하여 분극 저항을 줄일 수 있도록 음극으로는 Ni-YSZ 복합체를, 양극으로는 LSM-YSZ 복합체를 사용하였다. 출력특성 평가를 위한 단전지 홀더는 Inconnel을 가공하여 사용하였으며 80$0^{\circ}C$에서 최적의 밀봉효과를 나타낼 유리밀봉재를 개발하여 사용하였다. 제조한 단전지의 단면적은 5$\times$5$\textrm{cm}^2$, 10$\times$10$\textrm{cm}^2$ 두 종류였으며 운전 시험결과 5$\times$5 단전지의 경우는 최고 0.2W/$\textrm{cm}^2$, 10$\times$10 단전지의 경우는 0.12W/$\textrm{cm}^2$ 정도의 출력밀도를 나타내었다. 단전지의 출력 및 장기 안정성은 전극구조의 변화 및 단전지 홀더의 산화에 따른 접촉 저항 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며 운전중의 연료공급 및 작동온도 변화 등에 의한 영향도 큰 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.7-7
• /
• 1998

1812년 영국의 Humphrey Davy에 의해서 정립되기 시작한 음극방식(Cathodic P Protection)기술은 1900년대 중반이후의 유럽과 미국의 비약적인 발전을 거쳐 이제 세계적으로 철강의 방식법중 빼놓을 수 없는 주요한 기술이 되었다. 1970년대초부터 우리나라에 채용되기 시작한 음극방식기술은 현재 항만, 지중, 열교환기, 화학플랜트 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 아직 국내의 아쉬운 점이라면 기술도입 이후 신기술의 개발노력이 거의 이루어 지지 못하고, 해외에서 개발된 새로운 장치나 신기술들을 산발적으로 수입/적용해 왔다는 것이다. 이제 우리나라도 산업의 분야에 따라서는 상당한 방식시설을 보유 하고 있음에도 아직도 국내의 환경에 적합한 음극방식기술의 개발과 심도있는 연구 및 기술축적이 부족한 형편이다. 그 원인으로는 광범위하게 발전해 가는 해외기술 에 대한 정보부족을 먼저 꼽을 수 있으며 국내의 기술 및 연구개발에 투자가 미약 하다는 것이 또하나의 이유라 하겠다. 본 강의는 상기 원인중 음극방식에 대한 해외기술정보를 소개하기 위한 것으로 해외에서 최근에 개발된 음극방식관련 각종 장치를 소개하고 전반적인 산업분야의 음극방식법 응용연구의 방향을 발표하며, 부가하여 읍국방식관련 각종 규정의 소개를 하고자 한다. 제한된 정보로 방식산업에 직접 관계하는 분에게는 부족한 기술 정보가 될지 모르나 전반적인 음극방식기술에 대한 실태를 파악하는데는 조그마한 도움이 될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.53-58
• /
• 2003

It is well known that the anode substrate of anode-supported type SOFC should have high electrical conductivity and high gas permeability to minimize the polarization loss of the cell performance during operation. In this study, we made anode substrates of SOFC with two different methods, which gave different anode microstructures, especially different pore structures with each other. We performed electrical and microstructural characterization of Ni/YSZ cermet anode via extensive measurements of its electrical conductivity and gas permeability combined with adequate image analysis based on quantitative stereological theory

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
• /
• 2006.04a
• /
• pp.35-35
• /
• 2006

• 한국전기화학회:학술대회논문집
• /
• 2003.07a
• /
• pp.265-267
• /
• 2003

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.36 no.8
• /
• pp.791-798
• /
• 1999

The preparation method of yttria-stabilized zirconia(YSZ) thin film for an anode support type solid oxide fuel cell(SOFC) by electrophoretic deposition(EPD) and dip-coating was studied. And the difference in both preparation method was investigated through basic understanding of processing parameters which may significantly affect weight microstruxcture and defect of film. In dip-coating the thickness of film increased with time until 30 s and then the weight of film decreased with time due to particle falling off from the coagulated film. In EPD although the weight of film increased with time and applied constant-current sagging of the film was observed when the applied current was less that 0.035 mA/$cm^2$ and more than 120 s. Since YSZ thin film by EPD on porous substrate was dense smooth and homogeneous it was expected to be suitable for the electrolyte of an anode support type SOFC.