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금속지지체, 연료극 층, 고체전해질 층, 공기극 층을 포함하는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법에 있어서,상기 각 층은 고온 열처리를 하지 않고 상온에서 이루어지는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법은상기 금속지지체를 준비하는 단계; 상기 금속지지체의 한쪽 면 상에 상기 연료극 층을 형성하는 단계; 상기 연료극 층 표면에 상기 고체전해질 층을 형성하는 단계; 상기 고체전해질 층 표면에 선택적으로 상기 공기극 계면반응 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 고체전해질 층 또는 상기 공기극 계면반응 방지층의 표면에 상기 공기극 층을 형성하는 단계;를 포함하는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제2항에 있어서,상기 상기 연료극층과 상기 고체전해질 층 그리고 상기 공기극 계면반응 방지층을 형성하는 단계는 에어로졸 분사법에 의하여 형성되는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 공기극 층을 형성하는 단계는 스크린 프린팅법 또는 스프레이 페인팅 코팅법으로 형성되는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 금속지지체는 연결 기공구조가 형성되고, 기공률이 25% ~ 60% 인 다공성 금속인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 금속지지체의 기공은 50um 이하이고 상기 금속지지체의 두께는 0
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제5항에 있어서,상기 금속지지체는 금속 분말을 단독 또는 금속 분말과 기공 형성체나 세라믹 입자와 혼합한 물질을 분말야금(powder metallurgy)이나 테이프 캐스팅(tape casting) 또는 압출 성형으로 시트(sheet) 형태로 성형한 후 환원, 진공, 또는 불활성 분위기에서 1000~1400℃ 범위에서 소결하여 제조된 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 에어로졸 분사방법은 각 층을 구성하는 세라믹 분말을 준비하고, 상기 세라믹 분말에 기계적 진동을 인가하면서 이송 가스를 주입하여 에어로졸을 발생 시킨 다음 진공상태의 기판상에 상기 에어로졸을 고속 분사하여 상기 세라믹 분말의 운동 에너지에 의하여 코팅 층을 형성하는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제8항에 있어서,상기 세라믹 분말은 평균 입경이 0
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제8항에 있어서,상기 세라믹 분말은 평균 입경이 0
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제9항에 있어서,상기 연료극 층의 형성단계에서 코팅된 연료극 층은 그 두께가 5 um ~ 30 um 인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제9항에 있어서,상기 고체전해질 층의 형성단계에서 코팅된 고체전해질 층은 그 두께가 5 um ~ 30 um 인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제9항에 있어서,상기 공기극 계면반응 방지층의 형성단계에서 코팅된 공기극 계면반응 방지층은 그 두께가 1 um ~ 30 um 인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제9항에 있어서,상기 공기극 계면반응 방지층의 형성단계에서 코팅된 공기극 계면반응 방지층은 그 두께가 2 um ~ 6 um 인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 공기극 층의 형성단계에서 형성된 공기극 층은 연료전지 시스템의 초기 가동 승온 과정에서 연료전지 스택의 온도를 600oC ~ 850oC 범위에서 2 시간 이상 유지하여 소결하는 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 금속지지체는 페라이트계 스테인리스 (Ferritic Stainless Steel) 또는 Fe-Cr계 합금인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 금속지지체는 Crofer22APU와 Crofer22H 또는 ZMG232L 중 어느 하나를 사용하거나, 상기 Fe-Cr 합금은 Fe1-x-Crx (x=16~30) 및 Fe-26Cr-(Mo, Ti, Y2O3), Fe-Cr-Mx 합금 (Mx=Ni, Ti, Ce, Mn, Mo, Co, La, Y, Al) 중 어느 하나를 사용하거나, 상기 Fe-Cr계 합금의 경우 상기 Fe-Cr계 합금에 0~ 50 vol% 의 금속산화물 (doped-Al2TiO5, doped-Zirconia, doped-Ceria, MgO, CaO, SrO, CoOx, ZnO, VOx, Cr2O3, FeO, MoOx, WOx, Ga2O3, Al2O3, TiO2 및 그 혼합물)을 혼합한 혼합물인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 연료극 층은 NiO 와 (ZrO2)1-x(Y2O3)x(x=0
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제18 항에 있어서,상기 복합체의 NiO 의 함량은 50~75 wt % 인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고체전해질 층은 (ZrO2)1-x(Y2O3)x (x=0
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공기극 계면반응 방지층은 Ce1-xLnxO2-δ, (Ln=Gd, Sm, Y, x = 0
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공기극 전기 전도성 산화물 또는 이러한 전기전도성 산화물에 상기 제20항의 고체전해질 조성의 분말을 0 ~ 50 vol% 범위로 첨가한 복합체인 금속지지체형 고체산화물 연료전지용 셀의 제조방법
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제22항에 있어서,상기 전기전도성 산화물은 (Ln1-xBx)sMO3±δ(Ln= lanthanide 또는 그 혼합물, B=Ba, Sr, Ca, 또는 그 혼합물, M=Co, Fe, Mn, Ni, Cu 혹은 그 혼합물, x=0
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 연료전지용 셀을 사용하여 제조한 연료전지 스택 (Fuel Cell Stack) 및 연료전지 발전시스템(Fuel Cell Power Generation System)
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