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이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈로, 상기 모듈은,복수개의 공규가 형성되고 지지체 역할을 하는 이온전도성 기체 분리막; 상기 복수개의 공규가 형성하는 각각의 공간을 상기 분리막 상면에 접하며 덮고, 서로 분리되어 위치하는 복수개의 치밀구조 전자 전도성 막;상기 전자 전도성 막이 접하여 있는 기체분리막 구조의 상면에 도포된 상부 다공성 전극활성층; 및 상기 전자 전도성 막이 접하여 있는 기체분리막 구조의 하면에 도포된 하부 다공성 전극활성층을 포함하고,상기 상부 다공성 전극활성층은 전자 전도성 막을 통해 상기 하부 다공성 전극활성층으로 통전되는, 이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 1항에 있어서, 상기 기체분리막은 두께가 50 내지 500μm인 산소분리막이고,상기 산소분리막은 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 및 란타늄갈레이트 (Lanthanum gallates) 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 1항에 있어서, 상기 기체분리막은 두께가 50 내지 500μm인 수소분리막이고, 상기 수소분리막은 SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는, 이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 1항에 있어서, 상기 치밀구조 전자 전도성 막은 서멧(Cermet), 전자 전도성 금속산화물, 및 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체 중에서 선택되는, 이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 4항에 있어서, 상기 전자전도성 금속산화물은, 스트론튬 타이타늄 페라이트(SrTi1-xFexO3-δ, STF), 란타늄 스트론튬 페라이트(Lanthanum strontium ferrite, LSF), 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium Manganite, LSM), 란타늄 스트론튬 코발타이트(Lanthanum strontium Cobatite, LSC), 란타늄 스트론튬 크로마이트 (Lanthanum strontium Chromite, LSCr), 란타늄 스트론튬 코발트 페라이트(Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF), 망간 페라이트 (MnFe2O4), 및 니켈 페라이트(NiFe2O4)중에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체는, 이온전도성 전해질 재료와 상기 전자전도성 금속산화물로 구성되고, 상기 복합체에서 상기 이온전도성 전해질 재료의 부피비는 20 내지 80%이며,상기 이온전도성 전해질 재료는, 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 란타늄 갈레이트(Lanthanum gallates), SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상인,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 4항에 있어서,상기 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체에 포함되는 이온전도성 전해질 재료는, 상기 기체분리막과 동일한 재료인,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 1항에 있어서, 상기 다공성 전극활성층은 다공성 금속, 다공성 서멧(Cermet), 및 다공성 전자전도성 금속산화물 중에서 선택되고,상기 전자전도성 금속산화물은, 스트론튬 타이타늄 페라이트(SrTi1-xFexO3-δ, STF), 란타늄 스트론튬 페라이트(Lanthanum strontium ferrite, LSF), 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium Manganite, LSM), 란타늄 스트론튬 코발타이트(Lanthanum strontium Cobatite, LSC), 란타늄 스트론튬 크로마이트 (Lanthanum strontium Chromite, LSCr), 란타늄 스트론튬 코발트 페라이트(Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF), 망간 페라이트 (MnFe2O4), 및 니켈 페라이트( NiFe2O4)중에서 선택되는 하나 이상인,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 4항 또는 제 7항에 있어서, 상기 서멧은 니켈 및 인코넬 중에서 선택된 하나와 이온전도성 전해질 재료의 복합체이고,상기 이온전도성 전해질 재료는 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 란타늄 갈레이트(Lanthanum gallates), SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 8항에 있어서,상기 서멧에 포함되는 이온전도성 전해질 재료는, 상기 기체분리막과 동일한 재료인,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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제 7항에 있어서,상기 다공성 금속은 니켈 또는 인코넬인,이온전도성 지지체를 사용한 기체분리막 모듈
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테이프 캐스팅(Tape Casting) 공정을 이용하여 복수개의 공규가 있는 기체분리막 테이프(tape)를 제조하는 단계;복수개의 치밀구조 전자 전도성 막 테이프로 상기 복수개의 공규를 덮되, 각각의 상기 전자 전도성 막이 서로 분리되어 위치하도록 상기 기체분리막 테이프 상면에 적층하는 단계; 상기 적층하는 단계를 거친 후 치밀화를 위해, 상기 기체분리막 테이프와 상기 전자 전도성 막 테이프를 1200 내지 1500℃에서 동시소결하는 단계; 및상기 전자 전도성 막이 접하여 있는 기체분리막 구조의 상면, 및 상기 전자 전도성 막이 접하여 있는 기체분리막 구조의 하면에 다공성 전극활성층을 코팅하는 단계를 포함하는,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 11항에 있어서, 상기 기체분리막은 두께가 50 내지 500μm인 산소분리막이고,상기 산소분리막은 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 및 란타늄갈레이트 (Lanthanum gallates) 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 11항에 있어서, 상기 기체분리막은 두께가 50 내지 500μm인 수소분리막이고, 상기 수소분리막은 SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는, 기체분리막 모듈의 제조방법
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제 11항에 있어서,상기 치밀구조 전자 전도성 막은 서멧(Cermet), 전자 전도성 금속산화물, 및 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체 중에서 선택되는, 기체분리막 모듈의 제조방법
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제 14항에 있어서, 상기 전자전도성 금속산화물은, 스트론튬 타이타늄 페라이트(SrTi1-xFexO3-δ, STF), 란타늄 스트론튬 페라이트(Lanthanum strontium ferrite, LSF), 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium Manganite, LSM), 란타늄 스트론튬 코발타이트(Lanthanum strontium Cobatite, LSC), 란타늄 스트론튬 크로마이트 (Lanthanum strontium Chromite, LSCr), 란타늄 스트론튬 코발트 페라이트(Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF), 망간 페라이트 (MnFe2O4), 및 니켈 페라이트(NiFe2O4)중에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체는, 이온전도성 전해질 재료와 상기 전자전도성 금속산화물로 구성되고, 상기 복합체에서 상기 이온전도성 전해질 재료의 부피비는 20 내지 80%이며,상기 이온전도성 전해질 재료는, 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 란타늄 갈레이트(Lanthanum gallates), SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상인,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 14항에 있어서, 상기 이온전도성 전해질 재료-전자전도성 금속산화물 복합체에 포함되는 이온전도성 전해질 재료는, 상기 기체분리막과 동일한 재료인,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 11항에 있어서,상기 다공성 전극활성층은 다공성 금속, 다공성 서멧(Cermet), 및 다공성 전자전도성 금속산화물 중에서 선택되고,상기 전자전도성 금속산화물은, 스트론튬 타이타늄 페라이트(SrTi1-xFexO3-δ, STF), 란타늄 스트론튬 페라이트(Lanthanum strontium ferrite, LSF), 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium Manganite, LSM), 란타늄 스트론튬 코발타이트(Lanthanum strontium Cobatite, LSC), 란타늄 스트론튬 크로마이트 (Lanthanum strontium Chromite, LSCr), 란타늄 스트론튬 코발트 페라이트(Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF), 망간 페라이트 (MnFe2O4), 및 니켈 페라이트( NiFe2O4)중에서 선택되는 하나 이상인,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 14항 또는 제 17항에 있어서, 상기 서멧은 니켈 및 인코넬 중에서 선택된 하나와 이온전도성 전해질 재료의 복합체이고,상기 이온전도성 전해질 재료는 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 가돌리니아 주입 세리아(gadolinia doped-ceria, GDC), 사마리움 주입 세리아 (Smaria doped-Ceria), 란타늄 갈레이트(Lanthanum gallates), SrCeO3, BaCeO3, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7 중에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 18항에 있어서,상기 서멧에 포함되는 이온전도성 전해질 재료는, 상기 기체분리막과 동일한 재료인,기체분리막 모듈의 제조방법
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제 17항에 있어서,상기 다공성 금속은 니켈 또는 인코넬인,기체분리막 모듈의 제조방법
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