Abstract:
본 발명은 물과 이산화탄소로부터 합성가스를 생산할 수 있는 공전해 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 튜브형 셀을 장착한 가압 공전해 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가압 공전해 모듈은 수소, 질소, 이산화탄소로 이루어진 연료가스를 사용하는 공전해 셀; 상기 공전해 셀을 가압하기 위한 가압챔버; 상기 공전해 셀에 스팀을 제공하기 위한 기화기; 및 상기 공전해 셀에 연료가스를 제공하기 위한 질량 유량 제어기를 포함하여 성능 및 내구성이 우수하며 합성가스 생산 수율을 향상시킬 수 있는 가압 공전해 모듈에 관한 것이다.
Abstract:
본 발명은 고체산화물 연료전지 금속분리판 보호막용 세라믹 파우더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 망간화합물과 구리화합물을 증류수와 혼합하여 혼합물을 제조하는 제1 단계; 상기 제 1단계에서 제조된 혼합물을 에틸렌 글리콜 및 구연산과 반응시켜 졸(sol)을 제조하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 제조된 졸을 가열하여 겔(gel)을 형성시키는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 형성된 겔(gel)을 1차 열처리하는 제4 단계; 및 상기 제4 단계에서 열처리된 겔(gel)을 2차 열처리하여 세라믹 파우더를 제조하는 제5 단계;를 포함하는 고체산화물 연료전지 금속분리판 보호막용 세라믹 파우더 제조방법을 포함한다. 본 발명은 고체산화물 연료전지 금속분리판 표면에 스피넬 구조를 가지며 망간(Mn) 및 구리(Cu)를 함유하는 보호막을 코팅하여, 상기 금속분리판의 산화를 방지하여 계면 저항이 높아지는 것을 막을 수 있으며, 높은 전기전도도를 가짐으로써 고체산화물 연료전지의 효율을 증가시킬 수 있다.
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본 발명은 물과 이산화탄소로부터 합성가스를 생산할 수 있는 튜브형 공전해 셀 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 튜브형 공전해 셀에 관한 것으로, NIO 및 YSZ를 포함하는 원통형 지지체; 상기 원통형 지지체 표면에 형성된 (Sr 1-x La x )(Ti 1-y M y )O 3 (M = V, Nb, Co, Mn)를 포함하는 캐소드 층; 상기 캐소드 층 표면에 형성된 고체전해질 층; 및 상기 고체전해질 층 표면에 형성된 애노드 층을 포함하는 튜브형 공전해 셀을 포함하며, 본 발명의 튜브형 공전해 셀 제조방법에 의해 제조된 튜브형 공전해 셀은 우수한 합성가스 전환율을 가지고 낮은 과전압에서도 합성가스를 생성할 수 있다.
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본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 직접탄소 연료전지용 석탄의 전처리 방법은, 석탄을 800 내지 1100℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 직접탄소 연료전지는, 일측이 개방되고, 타측이 폐쇄되며, 전처리 공정을 거친 석탄을 원료로 사용하는 원통형 연료극 지지체; 상기 연료극 지지체의 외측면에 형성된 연료극 기능성층(Anode Functional layer : AFL); 상기 연료극 기능성층의 외측면에 형성된 전해질층; 및 상기 전해질층 외측면에 형성된 공기극층을 포함하되, 상기 전처리 공정은, 상기 석탄을 800 내지 1100℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 직접탄소 연료전지는, 일측이 개방되고, 타측이 폐쇄되며, 전처리 공정을 거친 석탄을 원료로 사용하는 원통형 연료극 지지체; 상기 연료극 지지체의 외측면에 형성된 연료극 기능성층(Anode Functional layer : AFL); 상기 연료극 기능성층의 외측면에 형성된 전해질층; 및 상기 전해질층 외측면에 형성된 공기극층을 포함하되, 상기 연료극 지지체는, 니켈/이트리아 안정화 지르코니아 서멧을 포함한 페이스트를 사용하고 형성되고, 상기 공기극층은, LSM-YSZ층, LSM층 및 LSCF층이 순차적으로 형성된 다층 구조로 형성되며, 상기 전처리 공정은, 상기 석탄을 800 내지 1100℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Abstract:
본 발명은 ScSZ를 포함하는 전해질층이 형성된 원통형의 지지체를 포함하는 원통형 SOFC유닛과, 원통형 SOFC유닛이 내장되는 가압챔버를 포함하는 구조로부터, 비교적 낮은 온도에서도 원활한 가동이 가능하고, 고온 반응을 억제하여 시스템 전체의 안정성을 높일 수 있음은 물론, 연료전지의 단위 셀로서 원통형 SOFC유닛의 밀봉이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 원통형 SOFC를 이용한 가압운전 시스템에 관한 것이다.
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본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 평관형 세그먼트 고체산화물 연료전지의 제조방법은, NiO와 Sc 2 O 3 -CeO 2 -ZrO 2 분말을 혼합하고, 상기 혼합된 분말에 에탄올을 첨가한 후, 지르코니아볼을 첨가한 후 습식 볼밀을 진행하며, 상기 습식 볼밀을 진행한 후 건조기에서 건조한 후 미세 혼합분말을 형성하고, 상기 혼합분말을 정량한 후, 솔벤트(-terpineol) 및 분산제를 첨가한 후 고속원심믹서(Planetary Centrifugal Mixer, ARM-310)를 이용하여 혼합하며, 바인더(organic binder)(Ethyle Celllulose-cp50) 및 솔벤트(-terpineol)를 혼합한 후 고속원심믹서를 이용하여 혼합하고, 상기 혼합분말 슬러리와 바인더를 섞은 후, 고속원심믹서를 이용하여 페이스트를 제작하며, 상기 페이스트를 3 롤밀(Three roll mill)로 반복하여 밀링하고, 상기 밀링한 페이스트를 스크린 마스크를 사용하여 연료극을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
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본 발명은 리튬-공기 전지용 양극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 리튬-공기 전지에 관한 것으로, Needle 형상으로 이루어지며, 코발트 산화물 또는 니켈, 코발트, 망간, 아연, 철, 구리 및 크롬으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 금속을 함유하는 산화물을 포함하여 이루어지는 Core; 및 Flake 형상으로 이루어지며, 망간 산화물을 포함하여 이루어지는 Shell;을 포함한다. 이와 같이 Core-Shell 구조에 의해 전이금속 산화물의 우수한 용량 특성을 취할 수 있을 뿐만 아니라 리튬-공기 전지의 충전 전압이 낮아지면서, 사이클 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 리튬-공기 전지용 양극은 탄소 및 결착제를 포함하지 않고 제조될 수 있다.
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본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 원통형 연료극 지지체를 포함하는 직접탄소 연료전지의 단위전지 제조방법은, 원통형 연료극 지지체를 형성하는 단계; 상기 연료극 지지체 내측에 연료극, 전해질층 및 공기극을 형성하는 단계; 상기 공기극 내측에 내부집전체를 형성하는 단계; 상기 내부집전체 내측에 알루미나 튜브를 형성하는 단계; 및 상기 연료극 지지체 상에 외부집전체를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 연료극은 니켈 페이스트(Ni paste)로 형성되고, 상기 공기극은 LSCo 페이스트(paste)로 형성될 수 있다.
Abstract:
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 원통형 연료극 지지체를 사용한 직접탄소 연료전지의 단위전지 제조방법은, 주원료로 산화니켈(NiO) 및 이트리아 안정화 지르코니아(Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 )를 준비하고, 다공성 지지체를 제조하기 위한 기공형성제로 카본블랙을 각각 정량하여 고순도 지르코니아 볼과 용매를 혼합, 건조, 채질(Sieving)하여 분말을 형성하며, 상기 분말을 혼련(Knead)하여 페이스트를 제조하는 단계; 상기 페이스트를 저온에서 숙성시킨 후, 가압출 및 압출성형을 통해 일측이 개방되고 타측이 폐쇄되도록 구성하여, 탄소 및 용융탄산염을 원료로 사용하는 원통형 연료극 지지체를 형성하는 단계; 상기 원료극 지지체를 롤링(Rolling) 건조 및 가소결을 수행하는 단계; 상기 가소결을 수행한 후 NiO/YSZ 입자 슬러리를 이용하여 담금 코팅법과 진공 슬러리 코팅법(Vacuum slurry coating method)을 통해 연료극을 형성하는 단계; 상기 연료극 외측면에 전해질 슬러리(slurry)로 담금 코팅법과 진공 슬러리 코팅법을 통해 전해질층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질층 외측면에 담금 코팅법과 진공 슬러리 코팅법을 통해 LSM-YSZ층, LSM층 및 LSCF층이 순차적으로 형성된 복합 전극으로 코팅된 공기극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.