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고체산화물 연료전지용 일체형 단위 셀에 있어서,
전기 전도성 재료로 이루어진 다공성의 평관형 지지체;
상기 지지체의 내부에 하나 이상의 유로가 형성된 제1 가스 흐름용 채널부;
상기 지지체의 외부면 상판 중앙부에 위치한 반응면에 반대극 가스의 유로가 형성된 제2 가스 흐름용 채널부;
상기 지지체의 외부 면 전면에 피복되는 제1 전극층;
상기 지지체의 상판 반응부와 대칭되는 하판 중앙부를 제외한 전면에 피복되는 전해질 층;
상기 지지체의 하판 중앙부 전해질 층이 피복되지 않은 곳에 피복되는 전기연결층; 및
최종적으로 전해질층이 피복된 지지체의 상판 반응부 제2가스 흐름용 체널층에 피복되는 제2 전극 층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀
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제1항에 있어서, 상기 지지체는 음극 또는 양극을 이루는 전극 재료나 제3의 전도성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀
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제1항에 있어서, 상기 지지체는 제2 가스 흐름용 채널부를 제외한 양측 끝의 일정 부분은 단위 셀의 적층 시 가스의 밀봉을 위한 밀봉 부로 사용되는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위셀
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제1항에 있어서, 상기 지지체는 몸체 내부에 다수의 격벽을 설치하여 복수의 제1가스 흐름용 체널이 형성된 평관을 압출 성형하여 제조하고, 상기 몸체 외부 면의 밀봉부를 제외한 상판 상의 반응 면 부분에 홈을 형성하여 요철 형태의 제2가스 흐름용 체널을 형성한 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀
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5
제1항에 있어서, 상기 지지체에 제1전극층, 전해질층, 전기연결층, 제1 전극층과 반대 극을 이루는 제2 전극층 재료들을 일정한 두께로 얇게 피복한 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀
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6
제1항에 있어서, 상기 지지체는 그 내부의 제1 가스 흐름용 채널들의 단면이 구조적으로 안정한 다각형 또는 원형 모양을 이루고, 그 크기가 0
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제6항에 있어서, 상기 지지체는 채널 사이의 격벽의 두께가 0
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제1항에 있어서, 상기 지지체는 상기 제2가스 흐름용 체널이 상기 제1가스 흐름용 체널의 흐름 방향과 직각으로 유입구 및 유출구가 설치되도록 제조된 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 지지체 단위셀
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제8항에 있어서, 상기 제2가스 흐름용 체널은 단면의 높이가 0
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10
제5항에 있어서, 제1 전극층 및 제2 전극층은 소결 후 피복층이 가스의 확산이 용이 하도록 다공성으로 유지되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀
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11
제1항에 있어서, 상기 지지체 상의 전해질 및 전기연결층은 소결 후 피복 층이 가스가 새지 않도록 기공이 없고 서로 접합이 되도록 피복된 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위셀
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12
제5항에 있어서, 상기 전해질 층, 전극 층의 두께는 1000 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위셀
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13
제5항에 있어서, 상기 전기연결층의 두께는 1
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연료가스와 공기를 이용하여 전기를 발생시키는 연료전지용 일체형의 단위 셀을 제작하는 방법에 있어서,
내부에 다수의 제1 가스 흐름용 체널부의 유로가 형성된 지지체를 준비하는 단계;
상기 지지체의 상판 외부 면 중앙 반응부를 가공하여 다수개의 돌기면들을 형성하고 지지체를 적층 시 그 사이에서 제2 가스 체널부의 유로가 형성되도록 하는 단계;
상기 지지체의 외부 면 전부에 제1 전극 층을 피복하는 단계;
상기 지지체의 상판 반응부와 대칭되는 하판 중앙부를 제외한 전 외부면에 전해질층을 피복하는 단계;
상기 지지체의 하판 전해질층이 피복되지 않은 중앙부에 전기연결층을 피복하는 단계; 및
상기 전해질층이 피복된 지지체의 상판 중앙 반응부인 제2가스 체널부의 요철면에 골고루 제2 전극 재료의 피복층을 형성하는 단계;들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀 제조 방법
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제14항에 있어서, 상기 지지체는 음극 또는 양극을 이루는 전극 재료나 제3의 전도성 재료를 사용하여 압출기(extrusion machine)에서 압출 성형, 소결 함으로써 이루어진 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위셀 제조 방법
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제14항에 있어서, 상기 제2 가스 흐름용 체널부의 요철면은 상판 반응면을 일정 깊이와 넓이로 첨삭, 연마하여 형성한 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 지지체 제작 방법
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제14항에 있어서, 상기 피복층들은 금속 또는 금속산화물 입자의 슬러리 용액을 이용하여 피복한 후 열 소결(thermal sintering) 처리를 하거나, 또는 금속화합물을 이용한 화학증착법(CVD, chemical vapor deposition), 금속을 이용한 물리증착법 (Physical vapor deposition), 전기화학적 도금법, 또는 융사법(spray)을 사용하여 피복되는 것임을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀 제작 방법
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18
제14항에 있어서, 각 피복층이 고유 기능을 발휘하기 위해 필요 시 각각의 피복 공정 완료 후의 개별 소결, 또는 몇 개의 피복 공정을 함께 완성 후 동시에 공 소결의 과정을 거쳐서 완성하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지용 단위 셀 제작 방법
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19
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 단위셀 들이 상하로 적층되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지
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제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 단위셀 들을 일정 높이로 적층하여 하나의 스텍을 이루는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 제조 방법
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21
내부에 제1가스 흐름용 유로가 형성되고, 외부 상판 중앙에는 다수의 홈으로 이루어진 제2가스 흐름용 유로가 형성되며, 외부 전면에 균일하게 제1전극층이 피복된 다공성의 전도성 평관형 지지체;
상기 지지체의 하판면 중앙부를 제외한 전면에는 전해질층이 피복되고, 전해질층이 피복된 상판면 중앙부 제2가스 흐름용 유로에는 제2전극층이 피복되고,
상기 지지체의 하면에는 제2가스 흐름용 유로의 대응되는 부분에 전기연결층이 피복되고,
상기 전해질 및 전기연결층 피복이 완료된 지지체의 하판면 양쪽 끝에는 밀봉제가 피복된,
일체형 단위셀들이 상하로 적층되어 스텍을 이루는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지
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22
제21항에 있어서, 상기 지지체의 하면에서 전기연결층이 이웃하는 전해질층과 접합 또는 중첩되어 가스가 새지 않게 피복되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지
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23
제21항에 있어서, 지지체의 하면에서 전기연결층과 균일한 두께를 가지도록 전해질층 상에 밀봉재가 피복되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지
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