• Title/Summary/Keyword: SOFC anode

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Research of carbon formation on Ni-YSZ and Cu-Ceria-YSZ to internal reforming using n-Butane (n-Butane 내부개질시 Ni-YSZ와 Cu-Ceria-YSZ에 대한 탄소침적에 관한 연구)

  • Bae, Gyu-Jong;Bae, Joong-Myeon;Park, Kwang-Jin;Kim, Yong-Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.05a
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    • pp.9-12
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    • 2008
  • The internal reforming of n-Butane on Ni-YSZ and Cu-Ceria-YSZ was investigated with anode granule at steam to carbon ratio from 0 to 3 and at temperature of $750^{\circ}C$. Although hydrogen production was lager at Ni-YSZ, resistivity for carbon deposition was better at Cu-Ceria-YSZ. These phenomena occur because unwanted side reaction go on with reforming reaction for hydrogen production at Ni-YSZ.

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Performance behavior of solid oxide fuel cell with various anode gas (개질 가스특성에 따른 고체산화물 연료전지의 성능 변화)

  • Park, Kwang-Jin;Bae, Joong-Myeon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.10a
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    • pp.59-62
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    • 2008
  • The performance behavior of solid oxide fuel cell using reformate gas as fuels was investigated. When the pre-reformate gas was used without steam, the maximum power density was 50% lower than that using H2. This may be due to carbon deposition caused by the pyrolysis of remaining hydrocarbons. However, when the steam was added, the maximum power density showed a relatively small variation according to reformate gas. When pre-reformate gas with steam was fed into anode, the SOFC showed the stable performance without sharp voltage drop during 10h operation.

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Cell Fabrication and Performances of SOFC prepared by DBM and SPM

  • Kim, Gwi-Yeol
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • v.8 no.6
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    • pp.286-288
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    • 2007
  • The research and development for the solid oxide fuel cell have been promoted rapidly and extensively in recent years, because of their high efficiency and future potential. Therefore this paper describes the manufacturing method and characteristics of anode electrode for solid oxide fuel cell, by the way, Ni-YSZ materials are used as anode of solid oxide fuel cell widely. In order to reduce production costs, we have fabricated single solid oxide fuel cell by doctor blade and screen printing method. Disk-type planar solid oxide fuel cell with an effective electrode area of about $7cm^2$ were fabricated and run for 500 h to investigate cell performance. The current density at a voltage of 0.7 V was $850mA/cm^2$.

Effect of YSZ Particle Size and Sintering Temperature on the Microstructure and Impedance Property of Ni-YSZ Anode for Solid Oxide Fuel Cell (고체산화물 연료전지용 Ni-YSZ 음극의 미세구조와 임피던스특성에 미치는 YSZ 입자크기 및 소결온도의 영향)

  • 김구대;문지웅;이기태;이홍림
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.5
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    • pp.466-473
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    • 2001
  • Ni-YSZ 음극의 미세구조와 임피던스특성에 미치는 YSZ 입자크기 및 소결온도의 영향을 고찰하였다. 0.3~0.6$\mu\textrm{m}$의 미세한 NiO 분말을 사용할 경우에는 NiO 분말과 크기가 비슷한 미세한 YSZ 분말(TZ8Y, 0.3$\mu\textrm{m}$)을 첨가했을 때 NiO의 입성장을 억제하는 효과가 가장 크고 환원후 Ni의 입자크기를 미세하게 유지할 수 있는 미세구조를 형성하였다. 또한 미세한 YSZ 분말 (TZ8Y, 0.3$\mu\textrm{m}$)과 조대한 YSZ 분말(FYT13.0, 2$\mu\textrm{m}$)의 혼합비를 달리하여 후막을 제조하였을 때에 TZ8Y 분말만 첨가한 조성이 가장 낮은 분극 저항을 나타내었다. 한편 소결온도는 삼상계면의 양과 분극저항에 영향을 주었으며, 140$0^{\circ}C$에서 소결한 시편의 분극저항이 가장 낮은 값을 나타내었다.

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Development of Quality Analysis Method and System for SOFC (SOFC용 셀의 품질관리 기법개발)

  • Lee, InSung;Park, YoungMin;Kim, DoHyeong;Jun, JoongHwan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.81.1-81.1
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    • 2010
  • SOFC 발전시스템의 상용화를 위해 선행되어야 할 것은 스택의 안정적 출력 및 신뢰성 확보이다. 이를 이루기 위해서는 스택을 구성하는 구성요소의 신뢰성 있는 규격 및 검수가 필요하다. 즉, 셀, 밀봉재, 분리판 및 집전체로 대변되는 구성요소들이 스택에 장착되었을 때 그 기능을 최대한 발휘하면서도 점진적 또는 급격한 품질저하가 발생되지 말아야 한다. 특히, 셀의 경우 스택의 성능에 직접적인 영향을 미치는 구성요소로서 품질에 대한 명확한 검수기준이 필요하다. SOFC용 셀은 다공성 anode, 치밀한 전해질, 그리고 다공성 cathode로 구성된 세라믹 소결체이다. 이 때 치밀한 전해질에 결함이 내재되어 있거나 물리적 힘에 의해 신규로 발생할 경우, 연료로 사용되는 수소와 공기가 만나는 cross-over가 발생하게 된다. Cross-over는 연료가 소모되는 문제도 있지만 발열로 인한 Hot spot을 형성시켜서 주변과의 온도구배를 유발하고, 이로 인해 고체 전해질의 균열전파를 일으킬 수 있고 나아가 급격한 셀의 파괴를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 SOFC에 사용되는 셀의 형상측정, 물리적 강도 및 결함 검출을 위한 검수기법을 개발하여 스택의 신뢰성 향상과 향후 규격표준화를 위한 기반을 제공하고자, 평판형 셀의 3차원 형상을 정밀하게 측정하는 장치와 일정 면압을 인가하여 특정 형상을 갖고 있는 셀의 물리적 파괴여부를 판단할 수 있는 장치, 그리고 셀의 전해질에 내재된 결함을 검출할 수 있는 장치를 제작하였다. 본 장치들은 $1,000cm^2$급 평판형 셀까지 검수할 수 있도록 고안하여 양산시스템에 접목시킬 수 있도록 고안된 것이다. 본 장치들을 이용한 검수결과, 현재 $700cm^2$급 평판형 셀의 경우 최대 camber가 4mm 이하, 전해질의 He leak rate는 $5{\times}10^{-5}mbar.l/s.cm^2$ 이하라는 검수규격을 본 연구소에서 운전하는 스택에 1차적으로 적용하였으며 현재 검수규격의 신뢰성 및 강화를 위한 연구를 수행 중에 있다.

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Preparation of $Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{x}$ Electrolyte Thin Film for Solid Oxide Fuel Cells by Electrophoretic Deposition (전기영동법을 이용한 고체산화물 연료전지용 $Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{x}$ 전해질 박막 제조)

  • Kim, Dong-Gyu;Song, Min-Wu;Lee, Kyeong-Seop;Kim, Yoen-Su;Kim, Young-Soon;Shin, Hyung-Shik
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.6
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    • pp.781-785
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    • 2011
  • In this work, a nano-sized samaria-doped ceria(SDC) was prepared by a urea-based hydrothermal method and characterized by XRD, FESEM and TEM. It was observed that the increase in synthesis time and temperature gave rise to crystallity and particles size. Moreover, the synthesised powders had a excellent ion-conductivity(0.1 S/cm at 600~$800^{\circ}C$) which is suitable for electrolyte of intermediate temperature-solid oxide fuel cell(IT-SOFC). Subsequently for use as electrolyte for anode-supported IT-SOFC, we tried to deposit the SDC powder on a porous NiO-SDC substrate by electrophoretic deposition(EPD) method. From the FESEM observation, a compact

Anode-supported Solid Oxide Fuel Cells Prepared by Spin-coating (Spin-coating 공정에 의해 제조된 음극 지지형 고체산화물 연료전지)

  • Yu, Ji-Haeng;Lee, Hee-Lak;Woo, Sang-Kuk
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.44 no.12
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    • pp.733-739
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    • 2007
  • NiO-YSZ anode-supported single cell was prepared by spin-coating YSZ and LSM slurries as electrolyte and cathode, respectively. Dense YSZ electrolyte film was successfully prepared on the porous NiO-YSZ anode substrate by tuning pre-sintering temperature of NiO-YSZ and co-firing temperature. The thickness of YSZ film was controlled by the solid content of slurry and coating cycles. The experimental conditions affecting on the thickness of YSZ film was discussed. Single cells with the active electrode area ${\sim}0.8\;cm^2$ were prepared by spin-coating the cathode layers of LSM-YSZ mixture and LSM consequently as well. The effects of the pre-sintering temperature and thus the microstructure of NiO-YSZ substrate on the current-voltage characteristics of co-fired cell were investigated.