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연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택과 그제조 방법

  • 기술번호 : KST2014065537
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 지지체관의 단면 양 단부를 반원형으로 하고, 반원형 양 단부 사이의 중앙부를 평판형으로 구성하여 연료극 지지체가 원통형과 평판형의 복합 구조를 갖도록 한 연료전지로 구성되는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택과 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 스택은, 반원형 양 단부와 평탄한 중앙부를 갖는 지지체관(11)과, 지지체관(11)의 평탄한 상면(11A) 중앙부에 피복된 연결재(13)와, 상기 연결재(13)를 제외한 지지체관(11)의 외주면에 피복된 전해질층(12)과, 전해질층(12)의 외주면에 피복된 공기극(14)으로 구성된 연료전지(1)와; 다수의 연료전지를 적층 연결하기 위하여 가스 채널이 형성되며 하부 접속판(21)과, 1장 이상의 중간 접속판(22)과, 상부 접속판(23)으로 구성된 접속판(2)으로 구성되며, 상기 연료전지의 평관형 구조에 기술적 특징이 있다. 본 발명의 고체 산화물 연료전지 스택은 대용량으로 제조가 용이하며, 전력밀도를 크게 상승시킬 수 있고, 대량 생산이 가능할 뿐 아니라, 연료전지의 제조 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 연료전지, 원통형 고체산화물 연료전지, 연료극 지지체, 습식법
Int. CL H01M 8/10 (2016.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020030058565 (2003.08.25)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-0538555-0000 (2005.12.16)
공개번호/일자 10-2005-0021027 (2005.03.07) 문서열기
공고번호/일자 (20051223) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2003.08.25)
심사청구항수 7

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 송락현 대한민국 대전광역시서구
2 신동열 대한민국 대전광역시유성구
3 김종희 대한민국 충청남도공주시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김영환 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, *동 ***호 (아이티캐슬)(지인특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 (주)엠티에프씨 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2003.08.25 수리 (Accepted) 1-1-2003-0312251-23
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2004.12.22 수리 (Accepted) 4-1-2004-5107350-13
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2005.03.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2005.04.15 수리 (Accepted) 9-1-2005-0019017-38
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2005.06.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2005-0285499-20
6 명세서등보정서
Amendment to Description, etc.		 2005.06.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2005-0333539-83
7 의견서
Written Opinion		 2005.06.23 수리 (Accepted) 1-1-2005-0333538-37
8 등록결정서
Decision to grant		 2005.12.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2005-0639002-12
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.01.04 수리 (Accepted) 4-1-2012-5001923-88
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.07 수리 (Accepted) 4-1-2014-5003356-15
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
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번호 청구항
1 1
연료극 지지체관을 사용한 다수의 단위 연료전지와 이들을 적층 연결시키기 위한 접속판을 포함하여 구성된 고체산화물 연료전지 스택에 있어서, 서로 평행한 상·하 한 쌍의 상·하판(11A)(11B)과, 상·하판(11A)(11B)의 동일측 각 폭 방향 양 단부를 연결하는 반원호상의 측판(11C)과, 상기 하판(11B)의 상면으로부터 직립 형성되어 상판(11A)의 저면에 직각으로 만나 일체화 되는 적어도 두 개 이상의 브리지(B)로 이루어진 지지체관(11)과; 지지체관(11)의 평탄한 상면(11A) 중앙부를 길이 방향으로 가로질러 피복 형성된 사각 단면의 연결재(13)와; 상기 연결재(13)를 제외한 지지체관(11)의 외주면에 피복 형성된 전해질층(12)과; 양 선단면이 상기 연결재(13)의 폭 방향 양 측면과 일정한 거리(d)만큼 이격된 상태로 상기 전해질층(12)의 외주면에 피복 형성된 공기극(14)으로 구성된 연료전지(1)와: 양의 스택 전극(3)과 접속되는 평탄한 저면을 가지며 연료전지의 1/2 이하 높이에 해당하는 외주면과 형합하는 다수의 요홈(G)이 상면을 가로질러 평행하게 형성된 하부 접속판(21)과; 연료전지의 1/2 이하 높이에 해당하는 외주면과 형합하는 다수의 요홈(G)이 상면을 가로질러 평행하게 형성되며 이 요홈(G)과 직교하도록 상면을 가로질러 형성되는 상호 평행한 상향 개방형의 사각 단면을 갖는 다수의 가스 채널(C)이 형성되고, 각 요홈(G)의 폭 방향 중앙부에 대응하는 저면에 연료전지의 연결재(13) 상면과 밀착되는 사작 단면의 접속돌기(E)가 하향 돌출하여 형성된 적어도 1장 이상의 중간 접속판(22)과; 음의 스택 전극(3')과 접속되는 평탄한 상면을 가지며 중간 접속판(22)에 형성된 각 요홈(G)의 폭 방향 중앙부에 대응하는 저면에 연료전지의 연결재(13) 상면과 밀착되는 사작 단면의 접속돌기(E)가 하향 돌출하여 형성된 상부 접속판(23)으로 구성된 접속판(2)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택
2 2
NiO-YSZ 분말이 함유된 지지체관용 페이스트를 압출성형 및 건조하는 단계와;1250∼1400℃의 온도 범위에서 가소결하여 지지체관을 만드는 단계와;상기 지지체관의 상판 중앙부에 띠 형태의 유기 피막층을 피복시킨 후, 습식 디핑법으로 지지체관의 외주면에 전해질 슬러리를 코팅하여 건조시키는 단계와;상기 유기 피막층을 제거한 후 200∼450℃에서 전해질 슬러리를 반복 탈지하는 단계와;1300∼1500℃에서 공소결하는 단계와;상기 유기 피막층이 제거된 지지체관의 상판 표면에 Ca, Sr, Mg, Co, Al 등이 LaCrO3에 치환 고용된 페로브스카이트 분말을 플라즈마 용사 코팅법으로 피복하여 연결재을 형성시키는 단계와;상기 세라믹 연결재 표면에 유기 피막층을 재피복시킨 후, LaSrMnO3 분말과, 50∼80wt%LaSrMnO3-20∼50wt%YSZ 혼합분말 및 LaSrCoFeO3 분말의 3종류 분말 각각 10∼30wt%에, 유기용매 50∼75wt%와 기타 첨가제 5∼40wt%를 각각 혼합한 3종류의 공기극 슬러리를 제조하는 단계와;상기 3종류의 슬러리를 사용하여 순차적으로 각 슬러리를 1회 이상 전해질층의 표면에 코팅하는 단계와;상기 재피복된 유기 피막층을 제거하는 단계와;1150∼1250℃에서 공기극 슬러리를 소성하여 연료전지를 완성하는 단계와;듀크랄로이, Fe-Cr계 합금, LaCrO3나 Y2O3 또는 La2O3 등이 함유된 Fe-Cr 합금, Cr 합금, Ni 합금 중의 하나로 이루어진 금속판을 상부 접속판과 중간 접속판 및 하부 접속판으로 구분한 후 각 금속판의 상면과 저면에 필요로 되는 다수의 요홈(G)와 다수의 가스 채널(C)과 다수의 접속돌기(E)를 형성시키는 가공 단계와;각 가공 금속판의 표면을 연마하는 단계와;LaSrMnO3, La1-XCaXCr1-YO3 분말 중의 하나가 함유된 접속판용 슬러리를 만드는 단계와;각 금속판을 상기 접속판용 슬러리 중에 침적시킨 후 건조하는 과정을 1회 이상 반복 실시하여 금속판의 표면에 상기 접속판용 슬러리를 피복하는 단계와;산소의 분압이 10-20atm 이상 10-3atm 이하인 분위기에서 1100∼1350℃로 소결하여 세라믹층 코팅층을 형성시켜 접속판(2)을 만드는 단계와;상기 접속판(2)과 연료전지(1)를 적층한 후 스택 전극(3)(3')을 연결하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
3 3
제 2항에 있어서, 상기 지지체관용 페이스트는, 30∼60vol%Ni-40∼70vol%YSZ 분말 50∼90vol
4 4
제 2항에 있어서, 상기 전해질 슬러리는 유기 용매 60∼95wt%와, YSZ 분말 5∼40wt%의 비율로 조성된 혼합물에 YSZ 분말 100g 당, 5∼12중량부의 결합제, 5∼15cc의 가소제, 1∼3cc의 균일제 및 1∼3cc의 분산제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
5 5
제 2항에 있어서, 상기 연결재는 Ca, Sr, Mg, Co, Al 등이 LaCrO3에 치환 고용된 페로브스카이트 분말로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
6 6
삭제
7 7
삭제
8 8
제 2항에 있어서, 상기 LaSrMnO3 가 함유된 접속판용 슬러리는 산소 분압이 10-10atm 이상 10-3atm 이하, 1100∼1300℃의 온도 조건 하에서 소결됨을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
9 9
제 2항에 있어서, La1-XCaXCr1-YO3 가 함유된 접속판용 슬러리는 산소 분압이 10-3atm 이하, 1150∼1350℃의 온도 조건 하에서 소결됨을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
10 9
제 2항에 있어서, La1-XCaXCr1-YO3 가 함유된 접속판용 슬러리는 산소 분압이 10-3atm 이하, 1150∼1350℃의 온도 조건 하에서 소결됨을 특징으로 하는 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 스택의 제조 방법
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1 CN1332463 CN 중국 DOCDBFAMILY
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3 DE102004038870 DE 독일 DOCDBFAMILY
4 DE102004038870 DE 독일 DOCDBFAMILY
5 JP2005071982 JP 일본 DOCDBFAMILY
6 JP4000128 JP 일본 DOCDBFAMILY
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