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평관형 구조체를 이용한 고체산화물 연료전지용 스택

  • 기술번호 : KST2015170263
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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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 고체산화물 연료전지용 스택 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직병렬 구조로 전기를 생산할 수 있는 고체 산화물 연료전지용 스택 및 그 제작 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지용 스택은 평관형 지지체의 전단면 및 외측면 일부에 제1전극과 연결된 제1전기연결재가 형성되고, 후단면 및 외측면 일부에 제2전극과 연결된 제2전기연결재가 형성된 단위 셀모듈을 제조하고, 상기 셀모듈의 외측면의 같은 극 끼리 연접되도록 적층하여 전기적으로 병렬연결된 단위 스택모듈을 제조하고, 상기 스택모듈의 전후면을 직렬 연결하여 직병렬 혼합식 고체산화물 연료전지용 일체형 (monolithic) 스택을 제조하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지용 스택은 고체산화물 연료전지용 스택의 제작 방법에 있어서 가장 약점으로 지적되는 단위 셀들의 대면적화의 어려움, 직렬연결에만 의존한 스택 성능의 단위셀에 의한 직접적인 의존성, 적층에 의한 대형 스택의 제작의 어려움 등을 해결할 수 있다. 고체산화물 연료전지, 평관형 지지체, 일체형 스택, 병렬 직렬 복합 연결
Int. CL H01M 8/04 (2006.01) H01M 8/12 (2006.01) H01M 8/24 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020090034167 (2009.04.20)
출원인 포항공과대학교 산학협력단, 주식회사 포스비
등록번호/일자 10-1053227-0000 (2011.07.26)
공개번호/일자 10-2010-0115540 (2010.10.28) 문서열기
공고번호/일자 (20110801) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.04.20)
심사청구항수 25

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 주식회사 포스비 대한민국 경북 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정종식 대한민국 울산 울주군
2 윤현기 대한민국 대전광역시 유성구
3 곽부호 대한민국 경상북도 포항시 남구
4 박중덕 대한민국 경상북도 포항시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박상훈 대한민국 서울특별시 영등포구 선유로 *길 **, **층 ****호 (문래동*가, 문래 sk v*센터)(새생명특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 주식회사 포스비 대한민국 경북 포항시 남구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.04.20 수리 (Accepted) 1-1-2009-0237093-30
2 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2009.05.12 수리 (Accepted) 1-1-2009-0285030-34
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2010.08.25 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2010.09.13 수리 (Accepted) 9-1-2010-0056730-48
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.04.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0234603-17
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.05.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0351964-93
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.05.12 수리 (Accepted) 1-1-2011-0351935-79
8 등록결정서
Decision to grant		 2011.05.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0297863-70
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.06.13 수리 (Accepted) 4-1-2013-0025573-58
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5024386-11
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.05.18 수리 (Accepted) 4-1-2015-0028420-76
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.06.07 수리 (Accepted) 4-1-2016-5073079-16
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
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번호 청구항
1 1
평관형 지지체에 전 단면 및 외측면의 적어도 일부에 제1전극과 연결된 제1전기연결재가 형성되고, 후 단면 및 외측면의 적어도 일부에 제2전극과 연결된 제2전기연결재가 형성된 단위 셀모듈을 제조하는 단계; 및 상기 전기연결재들이 연접되도록 단위 셀모듈들을 적층하는 단계 를 포함하는 고체산화물 연료전지용 스택 제조 방법
2 2
제1항에 있어서, 평관형 지지체는 내부에 제1가스채널이 형성되고, 외부면에 제2가스채널이 형성된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍 제조 방법
3 3
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외측면의 길이 방향 양 끝 일부를 제외한 외측면 중앙부를 일정 깊이로 파내고 적층하여 제2가스채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍 제조 방법
4 4
제2항에 있어서, 상기 제2가스채널에 제1전극층, 전해질층, 및 제2전극층으로 이루어진 단위셀이 1개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍 제조 방법
5 5
제4항에 있어서, 제2 가스 채널에 제1전극층과 전해질층, 및 제2전극층이 차례로 피복되어 1개의 단위셀이 형성되고, 상기 제1전극층과 제2전극층은 각각 전기연결재로 연결 피복하되 피복부위를 제2가스 채널부를 제외한 각각의 양끝 단면을 포함하는 외부면 전면이 포함되도록 피복하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍 제조 방법
6 6
제4항에 있어서, 상기 단위 셀이 복수 개로 형성된 경우 단위 셀 간 반대 극을 전기연결재로 반복 연결하되 최종적으로 양 끝 반대편에 노출된 제1전극층과 제2전극층을 전기연결재로 각각 연결 피복하되 피복부위를 제2가스 채널부를 제외한 각각의 양끝 단면을 포함하는 외부면 전면이 포함되도록 피복하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍 제조 방법
7 7
연료가스와 공기를 주입하여 전기화학적 산화반응을 일으켜 전기를 발생시키는 고체산화물 연료전지용 스택을 제작하는 방법에 있어서, 　내부에 제1가스 흐름용 채널들이 길이 방향으로 다수 존재하는 다공성의 평관 구조체의 길이 양 끝 일부분을 제외한 중앙부의 외부면을 일정한 깊이로 파내어 적층 시 구조체 사이사이에 제2가스 흐름용 외부 채널이 형성되는 지지체를 제조하는 단계; 제2가스채널이 형성된 지지체 중앙부 표면에　제1피폭층인 제1가스전극층, 제2피복층인 전해질층 및 제3피복층인 제2가스전극층을 길이 방향으로 엇갈아 피복한 단위 셀을 복수 개　 일정한 간격을 두고 형성시킨 후 단위 셀들 사이 반대극을 전기연결재로 연결하고 최종적으로 양 끝 반대편에 노출된 제1가스 전극층과 제2가스 전극층을 전기연결재로 각각 연결 피복하되 피복부위를 제2가스 흐름용 채널부를 제외한 각각의 양끝 단면을 포함하는 외부면 전면이 포함되도록 피복하는 방법에 의해 단위 셀모듈을 제조하는 단계; 상기 셀모듈들을 상하 또는 상하좌우 방향으로 반복 적층하여　 단위 스택모듈을 제작하고, 상기 스택모듈들을 길이 방향으로 반복 적층시켜 최종적으로 2차원적 또는 3차원적으로 적층된 스택을 제조하는 단계; 를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택 제조 방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 제1피복층인 제1가스전극층에는 전해질층을 끼우고 제2피복층인 전해질층에는 전기연결재층을 끼우고 마지막으로 제3피복층인 제2가스전극층에는 전해질층을 끼워서 피복하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택 제조 방법
9 9
제7항에 있어서, 상기 제2피복층의 전기연결재층은 제1피복층의 전해질과 제1가스전극층 접촉 부위 상에 위치하고 제3피복층의 전해질층과 제2가스전극층 사이 접촉 부위는 제2피복층의 전기연결재층 상에 위치하되 제1가스전극층과 제2가스전극층은 전기연결재층의 반대쪽에 놓이도록 피복하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택 제조 방법
10 10
제7항에 있어서, 제1가스전극층과 제2가스전극층은 소결 후 다공성으로 되고 전해질과 전기연결재층은 기체가 투과하지 못하는 치밀막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택 제조 방법
11 11
제7항에 있어서, 상기 단위 셀모듈을 평관의 길이 방향이 아닌 상하 또는 좌우 방향으로 적층 시에는 전기적으로 병렬 연결이 되게 단위셀 모듈의 같은 극 끼리 접촉되도록 하여 단위 스택모듈을 제작하고, 상기 단위 스택모듈들을 길이 방향으로 적층 시 전기적으로 직렬 연결되도록 번들 간 서로 반대극끼리 연결하여 적층하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택 제작 방법
12 12
제7항에 있어서, 단위 셀모듈이 적층 된 스택을 기계적으로 가압한 상태에서 소결과정을 거쳐서 단위셀 모듈 간 단면 또는 외부면에 피복된 전기연결재층 사이에서 물리적으로 접합되도록 하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택 제작 방법
13 13
제1가스채널이 평관형 구조체 내부에, 제2가스채널인 홈이 평관형 구조체 외부면 중앙부에 형성된 평관형 지지체; 상기 제2가스 채널에 형성된 제1전극층, 전해질층, 제2전극층으로 이루어진 1 이상의 단위셀; 상기 평관형 지지체의 전 단면 및 외측면 일부에 피복되어 제1전극에 연결된 제1전기연결재; 및 상기 지지체의 후 단면 및 외측면 일부에 피복되어 제2전극에 연결된 제2전기 연결재를 포함하는 단위 셀모듈이 적층된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스텍
14 14
제13항에 있어서, 상기 단위 셀모듈이 외측면 또는 전후 단면이 연접되도록 적층되어 직병렬 혼합식 스텍을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료 전지용 스텍
15 15
제 13항에 있어서, 제1가스는 내부채널을 따라 평관형 지지체의 길이 방향으로 흐르고, 제2가스는 적층 시 연결된 홈을 따라 제1가스와 직각 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택
16 16
제13항에 있어서, 제2가스체널에는 제1 가스전극층, 전해질층, 및 제2 가스전극층이 형성되어 제1가스 전극층과 제2가스 전극층이 지지체의 전후 단면에 형성된 전기연결재에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택
17 17
제13항에 있어서, 제2 가스체널에는 제1가스전극층, 전해질층, 제2가스전극층으로 이루어진 반응부 (EEA, Electrolyte-Electrode-Assembly)를 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 반복하여 형성하고 반응부 사이 제1전극층과 제2전극층을 전기연결재층으로 연결하고, 제2가스체널의 한쪽 말단에 형성된 제1전극층과 다른 쪽 말단에 형성된 제2전극층을 지지체 전후면에 형성된 전기연결재에 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택
18 18
제14항에 있어서, 스택의 전단, 후단, 또는 전단과 후단에 집전용 스택모듈이 추가로 연결되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택
19 19
제18항에 있어서, 상기 집전용 스택모듈은 중앙부를 파내지 않은 평관형 구조체의 외부면 전면에 전해질층과 전기연결재층을 차례로 피복하여 제조된 집전용 지지체들을 상하 또는 상하좌우로 적층된 스택모듈인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료 전지용 스텍
20 20
제18항에 있어서, 상기 집전용 스택모듈은 제1전극재료를 함유하는 재료를 사용하여 제조되고 가스가 새지 않도록 하여 제조된 집전용 평관형 구조체들이 상하 또는 상하좌우로 적층된 스택모듈인 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료 전지용 스텍
21 21
제13항, 제19항 또는 제20항 중 어느 한 항에 따른 고체산화물 연료전지용 스택이 장착된 하우징; 상기 스택의 양끝에 장착된 전기집전용 페드; 상기 스택 내 평관 지지체 내부 채널들로 제1가스를 공급 또는 배출하기 위한　배관과 전기집전판을 포함하는 제1가스용 챔버; 및 상기 스택 내 외부 채널들로 제2가스를 공급 또는 배출하기 위한 배관이 형성된 제2가스 도입용 챔버가 형성되는 고체산화물 연료 전지 시스템
22 22
제21항에 있어서, 제2가스 도입용 챔버를 길이 방향으로 복수 개로 분할하여 길이 방향의 냉각가스 유량을 적절히 분배하여 공급함으로써 길이 방향의 온도 구배를 최소화 시키는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 시스템
23 23
제13항, 제19항 또는 제20항 중 어느 한 항에 따른 다수의 고체산화물 연료전지용 스택을 제2가스 반응 챔버 내에 상하 또는 상하 좌우로　일정한 간격을 두고 적치하되 스택의 양끝 말단부는 챔버 밖으로 나와 각각 제1가스 유입 및 유출용 챔버 내에 장착되어 스택들이 집적화되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택시스템 제작 방법
24 24
제23항에 있어서, 같은 극 방향으로 적치된 스택들은 합해서 전기적으로 병렬 연결하고, 극을 반대로 하여 적치된 스택들은 반대극 끼리 차례로 연결하여 최종적으로 직렬 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택시스템 제작 방법
25 25
제23항에 있어서, 상하 방향으로 적층된 스택은 평관형 셀모듈 사이 외부채널로만 가스를 유입하고 스택 사이로의 가스 유입을 방지하기 위해 스택 사이를 절연체의 가스 밀봉재로 밀봉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 스택시스템 제작 방법
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