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내구성이 향상된 이중층 전해질 구조의 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015016878
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요약 본 발명은 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지는 음극지지층; 음극기능층; 이트리아(yttria)가 도핑된 바륨 세레이트(BCY)를 포함하는 BCY-전해질층; 이트리아가 도핑된 바륨지르코네이트(BZY)를 포함하는 BZY-전해질층; 양극기능층; 및 양극집전층이 순차적으로 적층된 구조를 가지는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지는, 높은 프로톤 전도도를 나타내는 반면 화학적 안정성이 떨어지는 BCY-전해질층의 양극측 표면에 BZY-전해질층을 적층해 이루어지는 이중층(bi-layer) 전해질층을 구비함으로써, 역전압, 고전류밀도 또는 고 공기이용률 등과 같은 가혹한 스택 운전 조건하에서 발생되는 높은 수증기압 하에서도 BCY-전해질층이 열화되는 현상이 발생되지 않아 뛰어난 장기 내구성을 나타낸다.
Int. CL H01M 8/12 (2016.01) H01M 8/02 (2016.01)
CPC H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01) H01M 8/1253(2013.01)
출원번호/일자 1020150006551 (2015.01.14)
출원인 창원대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0087516 (2016.07.22) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.01.14)
심사청구항수 14

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 창원대학교 산학협력단 대한민국 경상남도 창원시 의창구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 임형태 대한민국 경상남도 창원시 성산구
2 박미영 대한민국 경상남도 창원시 마산회원구
3 김영진 대한민국 경상남도 양산

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김정수 대한민국 서울시 송파구 올림픽로 ***(방이동) *층(이수국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2015.01.14 수리 (Accepted) 1-1-2015-0036717-15
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.01.30 수리 (Accepted) 4-1-2015-5013674-43
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.01.30 수리 (Accepted) 4-1-2015-5013675-99
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.07.20 수리 (Accepted) 4-1-2015-5096974-14
5 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2016.03.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
6 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2016.05.11 수리 (Accepted) 9-1-2016-0022146-71
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2016.11.11 수리 (Accepted) 4-1-2016-5164273-80
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.02.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0135523-25
9 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2017.04.24 수리 (Accepted) 1-1-2017-0401306-06
10 거절결정서
Decision to Refuse a Patent
2017.05.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0380687-84
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.04 수리 (Accepted) 4-1-2019-5229792-25
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.03.30 수리 (Accepted) 4-1-2020-5073723-40
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
음극지지층;음극기능층;이트리아(yttria)가 도핑된 바륨 세레이트(barium cerates, BCY)를 포함하는 BCY-전해질층;이트리아가 도핑된 바륨지르코네이트(barium zirconate, BZY)를 포함하는 BZY-전해질층;양극기능층; 및양극집전층이 순차적으로 적층된 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
2 2
제 1항에 있어서,상기 음극지지층 및 음극기능층은 산화니켈(nickel oxide, NiO) 및 이트리아가 도핑된 바륨 세레이트를 포함하는 혼합물로 형성시킨 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
3 3
제 1항에 있어서,상기 음극지지층이 0
4 4
제 1항에 있어서,상기 음극기능층이 20 내지 50 ㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
5 5
제 1항에 있어서,상기 BCY-전해질층과 BZY-전해질층이 5 내지 15 ㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
6 6
제 1항에 있어서,상기 양극기능층은 전자전도성 산화물 및 이트리아가 도핑된 바륨지르코네이트를 포함하는 혼합물로 형성시킨 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
7 7
제 1항에 있어서,상기 양극기능층이 20 내지 40㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
8 8
제 1항에 있어서,상기 양극집전층은 전자전도성 산화물로 형성시킨 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
9 9
제 1항에 있어서,상기 양극집전층이 50 내지 100㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지
10 10
(a) 음극지지층을 형성시키는 단계;(b) 상기 음극지지층의 상면에 음극기능층을 형성시키는 단계;(c) 상기 음극기능층의 상면에 이트리아가 도핑된 바륨 세레이트를 포함하는 혼합물을 이용하여 BCY-전해질층을 형성시키는 단계;(d) 상기 BCY-전해질층의 상면에 이트리아가 도핑된 바륨지르코네이트를 포함하는 혼합물을 이용하여 BZY-전해질층을 형성시켜 적층체를 제조하는 단계;(e) 상기 적층체를 소결하는 단계;(f) 상기 단계 (e)에서 소결한 적층체의 BZY-전해질층의 상면에 양극기능층을 형성시키는 단계; 및(g) 상기 양극기능층의 상면에 양극집전층을 형성시키고 열처리하여 연료전지를 제조하는 단계;를 포함하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 제조방법
11 11
제 10항에 있어서,상기 단계 (a) 및 상기 단계 (b)에서는 산화니켈(nickel oxide, NiO) 및 이트리아가 도핑된 바륨 세레이트를 포함하는 혼합물을 이용하여 상기 음극지지층 및 상기 음극기능층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 제조방법
12 12
제 10항에 있어서,상기 단계 (e)는 1400 내지 1500℃의 온도에서 소결하는 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 제조방법
13 13
제 10항에 있어서,상기 단계 (f)에서는 이트리아가 도핑된 바륨지르코네이트 및 전자전도성 산화물을 포함하는 혼합물을 이용하여 상기 양극기능층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 제조방법
14 14
제 10항에 있어서,상기 단계 (g)에서는 전자전도성 산화물을 이용하여 상기 양극집전층을 형성시키고, 1000℃ 이상의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 중저온형 프로톤 전도성 세라믹 연료전지 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 창원대학교 일반연구자지원사업-신진연구 연료전지 스택 열화현상 방지를 위한 고체 전해질 개발