전기분사 증착 공정을 이용한 고체산화물 연료전지의 제작 및 성능 평가

Abstract

본 논문에서는 전기분사 증착 공정을 이용하여 고체산화물 연료전지의 Yttria-stabilized Zirconia(YSZ) 전해질 층, Gadolinium-doped Ceria(GDC) 완충 층, GDC-Lanthanum Strontium Cobaltite(LSC) 양극 기능성 층(Cathode Functional Layer, CFL)과 LSC 양극 층을 제작하였다. 전기분사 증착용 용액에 들어가는 폴리머 분산제로 Polyvinylpyrrolidone(PVP) 혹은 Polyvinyl butyral(PVB)을 사용하여 치밀한 전해질 박막을 제작하였으며, 균일한 높이를 가지고 다공성의 구조인 양극 층을 제작하였다. 또한 고체산화물 연료전지의 모든 구성 성분을 전기분사 증착 공정으로 제작한 연료전지와 양극 층을 전기분사 증착 공정으로 제작한 연료전지의 성능을 평가하였다. 두 샘플 모두 측정온도 650 ℃에서 약 1.1 V의 open circuit voltage(OCV)를 보였으며, 양극 층을 전기분사 증착 공정으로 제작한 연료전지는 스크린 프린팅 등의 다른 방법으로 양극 층을 제작한 연료전지보다 높은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.