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전해질층(10); 상기 전해질층(10)의 양측 면에 각각 접촉형성되는 연료극(20), 및 공기극(30)으로 이루어지는 고체산화물 연료전지용 셀(100)의 연료극(20)을 제조하는 방법에 있어서,상기 연료극(20)의 제조방법은a) 상기 연료극(20)을 형성하는 다수개의 시트(S)를 제작하는 단계;b) 상기 시트(S) 내부에 홀(H)을 형성하는 단계;c) 홀(H)이 형성되지 않은 시트(S)를 최상측에 구비하여 제1층(21)을 형성하고 하부에 상기 홀(H)끼리 연통되도록 하나 또는 복수개의 시트(S)를 적층고정하여 제2층(22)을 형성하는 단계; 및d) 소결 단계; 를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 홀(H)은 시트(S)가 적층되어 가스확산유로(23)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 2 항에 있어서, 상기 홀(H)은 시트(S)가 적층되어 강도보강부(24)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 3 항에 있어서, 상기 홀(H)은 시트(S)가 적층되어 집전부(26)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 4 항에 있어서, 상기 c) 시트(S) 적층 단계와 d) 소결 단계 사이에, e) 상기 적층된 시트(S)간 접착력을 강화하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 5 항에 있어서, 상기 e) 접착력 강화 단계는 WIP(Warm Isostatic Process), CIP(Cold Isostatic Process), 또는 압착(Press)을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 5 항에 있어서,상기 b) 홀(H) 형성 단계와 c) 시트(S) 적층 단계 사이에, f) 상기 시트(S)의 일부 홀(H)에 각각의 재료가 충전되는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 7 항에 있어서, 상기 가스확산유로(23)를 형성하는 홀(H)은 비워두거나 온도에 의해 타서 없어지는 고분자 재료 또는 카본이 충전되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 8 항에 있어서, 상기 강도보강부(24)와 집전부(26)를 형성하는 홀(H)은 각각 상기 연료극(20)의 강도를 높여주는 강도보강부재(25)와 집전효율을 높여주는 집전부재(27)가 충전되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 9 항에 있어서,상기 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법은g) 상기 최하측 시트(S)의 외측에 상기 집전부재(27)와 연통되는 집전층(28)을 형성하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 10 항에 있어서,상기 g) 집전층(28) 형성 단계에서, 상기 집전층(28)은 금속용사법(메탈라이징, Metalizing)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 강도보강부재(25) 및 집전부재(27)는 Ni, Ce계 산화물, YSZ계 산화물 또는 Ni, Ce계 산화물, YSZ계 산화물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 5 항에 있어서,상기 c) 시트(S) 적층 단계와 e) 접착력 강화 단계 사이에, h) 상기 시트(S)에 형성된 각각의 강도보강부(24)와 집전부(26)에 일체로 형성된 강도보강부재(25), 또는 집전부재(27)가 삽입되는 단계; 가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 a) 시트(S) 제작 단계에서, 상기 시트(S)는 안정화 지르코니아(YSZ, Yttria Stabilized Zirconia), Ce계 산화물, NiO, 기공형성제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 14 항에 있어서, 상기 시트(S)는 10~1000 μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 15 항에 있어서, 상기 c) 시트(S) 적층 단계는 온도 또는 압력을 가하거나 접착제가 이용되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 b) 홀(H) 형성 단계에서, 상기 홀(H)은 기계적 펀칭, 레이저 펀칭, X-Ray 리소그래피 방법 중 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 17 항에 있어서, 상기 홀(H)은 1000 μm 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 d) 소결단계는 400 내지 600℃로 열처리(1차) 후, 800 내지 1200℃로 열처리(2차)하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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20
제 19 항에 있어서,상기 400 내지 600℃로 열처리(1차)를 위한 승온 시간은 25 내지 35 시간이며, 상기 400 내지 600℃의 온도로 1 내지 3 시간 유지되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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21
제 20 항에 있어서,상기 800 내지 1200℃로 열처리(2차)를 위한 승온 시간은 5 내지 7 시간이며, 상기 800 내지 1200℃의 온도로 1 내지 3 시간 유지되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법
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22
제 1 항 내지 제 21 항에서 선택되는 어느 한 항의 고체산화물 연료전지용 셀의 연료극 제조방법에 의해 제조된 연료극
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제 22 항에 의한 연료극(20)이 포함된 고체산화물 연료전지용 셀
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