KR101542906B1 - Electrolyte containing composite material comprising yittria-stabilized zirconia and yittria - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 및 이트리아(Y2O3)를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질 및 이를 이용한 전해질층 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 및 이트리아(Y2O3)를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질 및 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 이트리아 안정화 지르코니아-이트리아(YSZ-Y2O3) 복합 재료를 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1의 복합 재료를 이용하여 전해질층을 형성하는 단계(단계 2);를 포함하는 전해질층 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전해질은 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료를 포함하여 종래의 이트리아 안정화 지르코니아로 구성된 전해질과 달리 기판과의 분리현상이 감소한다. 또한, 연료전지 제작과정 및 연료전지 구동시의 고온에서도 미세구조가 안정하게 유지된다. 더불어, 전기전도도도 종래의 전해질과 유사한 수준으로 유지되어 보다 안정적이고 우수한 성능의 전해질층을 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to an electrolyte including a composite material containing yttria stabilized zirconia (YSZ) and yttria (Y 2 O 3 ), and a method of preparing an electrolyte layer using the same. More specifically, the present invention relates to yttria stabilized zirconia (YSZ) yttria (Y 2 O 3) a mixture containing a composite material containing an electrolyte and yttria-stabilized zirconia powder and yttria powder of yttria-stabilized zirconia to-yttria (YSZ-Y 2 O 3) for producing a composite material Step (step 1); And forming an electrolyte layer using the composite material of step 1 (step 2).
The electrolyte according to the present invention includes a composite material containing yttria-stabilized zirconia and yttria, and thus the separation phenomenon from the substrate is reduced unlike the electrolyte composed of yttria-stabilized zirconia. In addition, the microstructure is stably maintained even in the fuel cell manufacturing process and the high temperature at the time of driving the fuel cell. In addition, the electrical conductivity is maintained at a level similar to that of conventional electrolytes, thereby providing a more stable and superior performance electrolyte layer.
Description
본 발명은 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 및 이트리아(Y2O3)를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질 및 이를 이용한 전해질층 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrolyte including a composite material containing yttria stabilized zirconia (YSZ) and yttria (Y 2 O 3 ), and a method for producing an electrolyte layer using the same.
고체산화물 연료전지(SOFC, solid oxide fuel cell)는 전기화학 반응을 이용하여 수소, 탄화수소, 일산화탄소 등의 원료가스의 화학에너지를 전기로 변환시키는 장치로, 높은 효율을 가지는 환경 친화적 청정 에너지 변환 장치이다.
Solid oxide fuel cell (SOFC) is a device for converting the chemical energy of raw material gases such as hydrogen, hydrocarbons, and carbon monoxide into electricity using an electrochemical reaction. It is a highly efficient environmentally friendly clean energy conversion device .
고체산화물 연료전지는 연료극/전해질/공기극/접속자로 구성된 셀들이 반복 적층되어 이루어지며, 전해질은 기공이나 균열이 없는 이온전도성 세라믹 층으로 구성되고, 공기극측에서 공급되는 산소가 이온화하여 전해질을 통해 연료극측으로 이동한 후 연료극측의 수소나 탄화수소와 반응하여 수증기로 변환되며, 이 과정에서 발생하는 전자(e-)가 연료극으로부터 외부 회로를 통해 공기극으로 흐름으로써 전기가 발생한다.
The solid oxide fuel cell is formed by repeatedly stacking cells composed of a fuel electrode / electrolyte / air electrode / interconnector. The electrolyte is composed of an ion conductive ceramic layer having no pores or cracks, and oxygen supplied from the air electrode is ionized, And then reacts with hydrogen or hydrocarbon on the fuel electrode side to convert it into water vapor. Electrons (e - ) generated in this process flow from the fuel electrode to the air electrode through the external circuit to generate electricity.
한편, 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하므로 타 연료전지에 비해 열효율이 높고, 귀금속을 사용하지 않기 때문에 제조원가를 낮출 수 있으며, 연료개질이 쉬워 탄화수소 연료가 유용하게 사용될 수 있는 등의 장점을 가져 분산형 발전 장비 등으로의 실용화가 기대되고 있다.
On the other hand, since the solid oxide fuel cell operates at a high temperature, the thermal efficiency is higher than that of other fuel cells, the production cost can be lowered because no noble metal is used, and hydrocarbon fuel can be usefully used And it is expected to be put into practical use as a power generation equipment.
하지만, 현재 개발되고 있는 고체산화물 연료전지는 보통 750 ~ 800 ℃ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 고온에서 구성 소재의 열적 열화로 인한 장기 안정성 및 신뢰성 저하가 고체산화물 연료전지 실용화에 가장 큰 걸림돌이다. However, since the solid oxide fuel cell currently being operated is operated at a high temperature of 750 to 800 ° C or more, the long term stability and reliability lowering due to the thermal deterioration of the constituent material at the high temperature is the biggest obstacle to practical use of the solid oxide fuel cell.
따라서, 작동온도를 700 ℃ 이하로 낮춘 중·저온형 SOFC 개발이 필수적이다.
Therefore, it is essential to develop a low-temperature type SOFC while lowering the operating temperature to 700 ° C or less.
이와 같이, 고체산화물 연료전지의 작동 온도를 낮추기 위해서는 가장 큰 오믹(ohmic) 저항을 가지는 전해질 부분을 얇게 만들어야 하며, 또한 저온에서 뛰어난 성능을 보이는 전해질/전극 재료의 개발이 요구된다. As described above, in order to lower the operating temperature of the solid oxide fuel cell, it is required to make the electrolyte part having the largest ohmic resistance thin and to develop electrolyte / electrode material exhibiting excellent performance at low temperature.
특히, 고체산화물 연료전지 구성 요소들 중 가장 핵심이 되는 요소는 전해질(electrolyte)인데 이 소재의 특성이 고체산화물 연료전지 효율에 크게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. In particular, the most important component of solid oxide fuel cell components is the electrolyte, which is known to have a significant effect on the efficiency of the solid oxide fuel cell.
현재 가장 많이 사용되는 고체산화물 연료전지용 전해질 소재는 YSZ(yttira-stabilized zirconia)인데 저온에서 이온전도도가 충분하지 못하기 때문에 주로 750 ~ 800 ℃ 이상의 고온용 고체산화물 연료전지로 사용되고 있다.
The most widely used electrolyte materials for solid oxide fuel cells are YSZ (yttira-stabilized zirconia), which is mainly used as a solid oxide fuel cell for high temperature at 750 to 800 ° C or more because of insufficient ion conductivity at low temperature.
고체산화물 연료전지용 전해질과 관련된 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1220772호는 고체산화물 연료전지의 제조방법이 개시된 바 있다. 구체적으로 제1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제1 전극층 위에 에어로졸 디포지션(Aerosol Deposition)법을 이용하여 금속산화물 분말을 코팅하여 전해질층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질층 위에 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전해질층을 형성하는 단계는 서로 다른 종류의 금속 산화물 분말을 2회 이상 코팅하여 다층을 형성하는 고체산화물 연료전지의 제조방법 및 상기 전해질층을 형성하는 단계는 상기 금속 산화물로 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ), 사마리아 도핑 세리아(SDC), 가돌리아 도핑 세리아(GDC), 스칸디아 안정화 지르코니아(ScSZ), 스트론튬 망간 도핑 란타늄 갈레이트(LSGM) 및 은 이트리아 도핑 비스무스 산화물(YDB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 고체산화물 연료전지의 제조방법이 개시된 바 있다. As a conventional technique related to an electrolyte for a solid oxide fuel cell, Korean Patent Registration No. 10-1220772 discloses a method for producing a solid oxide fuel cell. Forming a first electrode layer; Depositing a metal oxide powder on the first electrode layer using an aerosol deposition method to form an electrolyte layer; And forming a second electrode layer on the electrolyte layer, wherein the forming of the electrolyte layer comprises coating a plurality of different types of metal oxide powders at least two times to form a multi-layered solid oxide fuel cell, The step of forming the electrolyte layer may include the steps of forming a metal oxide layer on the surface of the metal oxide by using yttria stabilized zirconia (YSZ), samarium doped ceria (SDC), gadolinolated ceria (GDC), scandia stabilized zirconia (ScSZ), strontium manganese doped lanthanum gallate ) And yttria doped bismuth oxide (YDB) are used in the solid oxide fuel cell of the present invention.
그러나, 상기 특허와 같이 이트리아 안정화 지르코니아를 사용하여 에어로졸 코팅 공정으로 제조된 전해질 박막은 양극 소성 온도인 1000도 이상에서 구조가 안정하지 못해 다공질로 변하여 전해질로의 적용에 한계가 있고, 또한 음극 혹은 금속지지체 위에 코팅시 내부 응력이 강해 뜯김이 발생하는 것을 막기 어려운 문제점이 있다.
However, as described in the above patent, the electrolyte thin film produced by the aerosol coating process using yttria stabilized zirconia has a limitation in its application to electrolytes because the structure becomes unstable at an anode firing temperature of 1000 deg. There is a problem that it is difficult to prevent the occurrence of the tearing due to the internal stress being strong on the metal support.
이에 본 발명자들은 고체산화물 연료전지의 전해질을 제조하는 방법에 대해 연구하던 중, 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합한 복합재료를 에어로졸 방법으로 코팅하여 전해질층을 제조함으로써, 저온형성 가능하면서도 고온에서 안정적 구조를 가지며, 벗겨지지 않으면서도 이트리아 안정화 지르코니아를 사용하는 것과 유사한 전기전도도를 유지하는 전해질을 개발하고 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have studied on a method for producing an electrolyte of a solid oxide fuel cell, and have found that by forming an electrolyte layer by coating a composite material obtained by mixing an yttria-stabilized zirconia powder and an yttria powder with an aerosol method, An electrolyte having a stable structure at a high temperature and maintaining electrical conductivity similar to that of using yttria stabilized zirconia without being peeled off has been developed and the present invention has been completed.
본 발명의 목적은,SUMMARY OF THE INVENTION [0006]
기판과의 부착력이 우수하며 고온에서도 미세구조를 유지하는 전해질을 제공하는 데 있다.
And has an excellent adhesion to a substrate and maintains a fine structure even at a high temperature.
본 발명의 다른 목적은,Another object of the present invention is to provide
기판과의 부착력이 우수하며 고온에서도 미세구조를 유지하여 우수한 전기전도도를 갖는 전해질층의 제조방법을 제공하는 데 있다.
And has an excellent adhesion to a substrate and maintains a fine structure even at a high temperature, thereby providing an electrolyte layer having excellent electrical conductivity.
본 발명의 또 다른 목적은,A further object of the present invention is to provide
상기 전해질을 포함하는 고체 산화물 연료전지를 제공하는 데 있다.
And to provide a solid oxide fuel cell including the electrolyte.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, According to an aspect of the present invention,
이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 및 이트리아(Y2O3)를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질을 제공한다.
There is provided an electrolyte comprising a composite material comprising yttria stabilized zirconia (YSZ) and yttria (Y 2 O 3 ).
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 이트리아 안정화 지르코니아-이트리아(YSZ-Y2O3) 복합 재료를 제조하는 단계(단계 1); 및(Step 1) of preparing an yttria-stabilized zirconia-yttria (YSZ-Y 2 O 3 ) composite by mixing yttria-stabilized zirconia powder and yttria powder; And
상기 단계 1의 복합 재료를 이용하여 전해질층을 형성하는 단계(단계 2);를 포함하는 전해질층 제조방법을 제공한다.
And forming an electrolyte layer using the composite material of step 1 (step 2).
나아가, 본 발명은, Further,
상기 전해질을 포함하는 고체 산화물 연료전지를 제공한다.
And a solid oxide fuel cell including the electrolyte.
본 발명에 따른 전해질은 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료를 포함하여 종래의 이트리아 안정화 지르코니아로 구성된 전해질과 달리 기판과의 분리현상이 감소한다. The electrolyte according to the present invention includes a composite material containing yttria-stabilized zirconia and yttria, and thus the separation phenomenon from the substrate is reduced unlike the electrolyte composed of yttria-stabilized zirconia.
또한, 연료전지 제작과정 및 연료전지 구동시의 고온에서도 미세구조가 안정하게 유지된다. In addition, the microstructure is stably maintained even in the fuel cell manufacturing process and the high temperature at the time of driving the fuel cell.
더불어, 전기전도도도 종래의 전해질과 유사한 수준으로 유지되어 보다 안정적이고 우수한 성능의 전해질층을 제공할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the electrical conductivity is maintained at a level similar to that of conventional electrolytes, thereby providing a more stable and superior performance electrolyte layer.
도 1은 실시예 1, 4 내지 6 및 비교예 4에서 제조된 전해질층의 표면을 에너지 분산형 X-선 분광기(EDS)로 관찰한 결과를 나타낸 그래프이고;
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전해질층의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과를 나타낸 사진이고;
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전해질층의 가스투과도를 나타낸 그래프이고;
도 4는 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 전해질층의 기판과의 분리정도를 관찰한 사진이다. FIG. 1 is a graph showing the results of observing the surfaces of the electrolyte layers prepared in Examples 1, 4 to 6, and Comparative Example 4 with an energy dispersive X-ray spectroscope (EDS);
2 is a photograph showing a result of observation of a cross section of the electrolyte layer produced in Example 1 and Comparative Example 1 by a scanning electron microscope (SEM);
3 is a graph showing the gas permeability of the electrolyte layer prepared in Example 1 and Comparative Example 1;
4 is a photograph showing the degree of separation of the electrolyte layer prepared in Example 2 and Comparative Example 2 from the substrate.
본 발명은,According to the present invention,
이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 및 이트리아(Y2O3)를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질을 제공한다.
There is provided an electrolyte comprising a composite material comprising yttria stabilized zirconia (YSZ) and yttria (Y 2 O 3 ).
이하, 본 발명에 따른 전해질을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the electrolyte according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료를 포함하는 전해질을 제공한다.
The present invention provides an electrolyte comprising a composite material comprising yttria-stabilized zirconia and yttria.
종래에는 전해질 소재로써 대표적인 이트리아 안정화 지르코니아를 사용하였다. 이트리아 안정화 지르코니아의 경우, 에어로졸 코팅 공정을 사용하여 전해질층을 만드는 경우 저온에서 치밀한 구조의 막 형성이 가능하였으나, 고체 산화물 연료전지의 경우 양극 소성온도인 1000 ℃ 이상의 온도에서 구조가 안정하지 못해 다공질로 변질하기 때문에 전해질로의 적용에 한계가 있었다. Conventionally, yttria-stabilized zirconia is used as an electrolyte material. In the case of yttria-stabilized zirconia, it was possible to form a dense structure at a low temperature when an electrolyte layer was formed using an aerosol coating process. However, in the case of a solid oxide fuel cell, the structure was not stable at a temperature of 1000 ° C or higher, The application to the electrolyte was limited.
또한, 음극 혹은 금속지지체 상에 상기 이트리아 안정화 지르코니아를 코팅하는 경우, 내부응력이 강해 벗겨짐이 발생하는 것을 막기 어려운 문제점이 있었다.
In addition, when the yttria-stabilized zirconia is coated on the negative electrode or the metal support, there is a problem that it is difficult to prevent the occurrence of peeling due to strong internal stress.
그러나, 본 발명에서는 이트리아 안정화 지르코니아에 이트리아를 추가하여, 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료를 전해질로 사용함으로써, 연료전지의 제조 및 구동시의 고온에서도 치밀한 구조를 유지할 수 있으며, 내부응력에 의한 벗겨짐 현상도 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 이트리아 안정화 지르코니아를 전해질로 사용할 때와 유사한 전기전도도를 유지할 수 있다.
However, in the present invention, by adding yttria to yttria-stabilized zirconia and using a composite material containing yttria-stabilized zirconia and yttria as an electrolyte, it is possible to maintain a dense structure even at a high temperature during production and operation of a fuel cell Not only can the peeling phenomenon due to the internal stress be significantly reduced, but also the electric conductivity similar to that of the conventional yttria-stabilized zirconia can be maintained as an electrolyte.
본 발명에 있어서 상기 복합 재료는 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 제조될 수 있다.
In the present invention, the composite material may be prepared by mixing yttria-stabilized zirconia powder and yttria powder.
상기 복합 재료는 복합재료 총 중량에 대하여 1 내지 25 중량%의 이트리아 분말을 포함할 수 있다. The composite may comprise from 1 to 25% by weight of yttria powder based on the total weight of the composite.
만약, 상기 복합재료가 1 중량% 미만의 이트리아 분말을 포함하는 경우에는 이트리아 분말을 첨가하는 효과가 미미한 문제점이 있고, 상기 복합재료가 25 중량% 초과의 이트리아 분말을 포함하는 경우에는 코팅된 필름 내부의 이트리아의 함량이 50 %를 초과하게 되어 퍼콜레이션(percolation)이 이루어지지 않아 높은 전기전도도가 유지되지 못하는 문제점이 있다.
If the composite material contains less than 1% by weight of yttria powder, the effect of adding yttria powder is insufficient. If the composite material contains yttria powder of more than 25% by weight, The content of yttria in the film is more than 50%, so that percolation can not be performed and high electrical conductivity can not be maintained.
이때, 상기 이트리아 안정화 지르코니아 분말은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 총 중량에 대하여 5 내지 20 중량%의 이트리아를 포함할 수 있다. At this time, the yttria-stabilized zirconia powder may contain 5 to 20% by weight of yttria based on the total weight of the yttria-stabilized zirconia powder.
만약, 이트리아 안정화 지르코니아 분말이 5 중량% 미만의 이트리아를 포함하는 경우에는 이트리아의 치환 정도가 작아 이온전도도가 낮은 문제점이 발생할 수 있고, 이트리아 안정화 지르코니아 분말이 20 중량% 초과의 이트리아를 포함하는 경우에는 분말 제조 원가가 증가하며, 과도한 내부 결함 형성에 의해 오히려 이온 전도도가 높아지는 문제점이 발생할 수 있다.
If the yttria-stabilized zirconia powder contains less than 5% by weight of yttria, the degree of substitution of yttria may be small and ion conductivity may be low. If the yttria-stabilized zirconia powder contains more than 20% The manufacturing cost of the powder is increased and ion conductivity may be increased due to excessive internal defect formation.
또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 이트리아 안정화 지르코니아-이트리아(YSZ-Y2O3) 복합 재료를 제조하는 단계(단계 1); 및(Step 1) of preparing an yttria-stabilized zirconia-yttria (YSZ-Y 2 O 3 ) composite by mixing yttria-stabilized zirconia powder and yttria powder; And
상기 단계 1의 복합 재료를 이용하여 전해질층을 형성하는 단계(단계 2);를 포함하는 전해질층 제조방법을 제공한다.
And forming an electrolyte layer using the composite material of step 1 (step 2).
이하, 본 발명에 따른 전해질층 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the method for producing an electrolyte layer according to the present invention will be described in detail for each step.
본 발명에 따른 전해질층 제조방법에 있어서 단계 1은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 이트리아 안정화 지르코니아-이트리아(YSZ-Y2O3) 복합 재료를 제조하는 단계이다.
In the method for producing an electrolyte layer according to the present invention,
종래에는 이트리아 안정화 지르코니아를 사용하여 전해질층을 제조하였다. 그러나, 이트리아 안정화 지르코니아로 제조된 전해질층은 고체 산화물 연료전지의 경우 양극 소성온도인 1000 ℃ 이상의 온도에서 구조가 안정하지 못해 다공질로 변질하기 때문에 전해질로의 적용에 한계가 있었다. Conventionally, an electrolyte layer was prepared using yttria-stabilized zirconia. However, the electrolyte layer made of yttria-stabilized zirconia has a limitation in its application to electrolytes because the structure is not stable at a temperature of 1000 DEG C or more, which is the anodic sintering temperature, in the case of a solid oxide fuel cell.
또한, 음극 혹은 금속지지체 상에 상기 이트리아 안정화 지르코니아를 코팅하는 경우, 내부응력이 강해 벗겨짐이 발생하는 것을 막기 어려운 문제점이 있었다.
In addition, when the yttria-stabilized zirconia is coated on the negative electrode or the metal support, there is a problem that it is difficult to prevent the occurrence of peeling due to strong internal stress.
그러나, 본 발명에서는 이트리아 안정화 지르코니아 분말에 이트리아 분말을 혼합하여 복합재료를 제조하고 이를 전해질층으로 제조함으로써, 연료전지의 제조 및 구동시의 고온에서도 치밀한 구조를 유지할 수 있으며, 내부응력에 의한 벗겨짐 현상도 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 이트리아 안정화 지르코니아를 전해질로 사용할 때와 유사한 전기전도도를 유지할 수 있다.
However, in the present invention, the yttria powder is mixed with the yttria-stabilized zirconia powder to prepare a composite material, and the resulting composite material is used as an electrolyte layer to maintain a dense structure even at a high temperature during the manufacture and operation of a fuel cell, Not only the peeling phenomenon can be remarkably reduced, but also electric conduction similar to that of using the conventional yttria stabilized zirconia as an electrolyte can be maintained.
상기 단계 1의 복합 재료는 복합재료 총 중량에 대하여 1 내지 25 중량%의 이트리아 분말을 포함할 수 있다. The composite material of
만약, 상기 복합재료가 1 중량% 미만의 이트리아 분말을 포함하는 경우에는 이트리아 분말을 첨가하는 효과가 미미한 문제점이 있고, 상기 복합재료가 25 중량% 초과의 이트리아 분말을 포함하는 경우에는 코팅된 필름 내부의 이트리아의 함량이 50 %를 초과하게 되어 퍼콜레이션(percolation)이 이루어지지 않아 높은 전기전도도가 유지되지 못하는 문제점이 있다.
If the composite material contains less than 1% by weight of yttria powder, the effect of adding yttria powder is insufficient. If the composite material contains yttria powder of more than 25% by weight, The content of yttria in the film is more than 50%, so that percolation can not be performed and high electrical conductivity can not be maintained.
이때, 상기 단계 1의 이트리아 안정화 지르코니아 분말은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 총 중량에 대하여 5 내지 20 중량%의 이트리아를 포함할 수 있다. At this time, the yttria-stabilized zirconia powder of
만약, 이트리아 안정화 지르코니아 분말이 5 중량% 미만의 이트리아를 포함하는 경우에는 이트리아의 치환 정도가 작아 이온전도도가 낮은 문제점이 발생할 수 있고, 이트리아 안정화 지르코니아 분말이 20 중량% 초과의 이트리아를 포함하는 경우에는 분말 제조 원가가 증가하며, 과도한 내부 결함 형성에 의해 오히려 이온 전도도가 높아지는 문제점이 발생할 수 있다.
If the yttria-stabilized zirconia powder contains less than 5% by weight of yttria, the degree of substitution of yttria may be small and ion conductivity may be low. If the yttria-stabilized zirconia powder contains more than 20% The manufacturing cost of the powder is increased and ion conductivity may be increased due to excessive internal defect formation.
한편, 상기 단계 1의 혼합은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 용매 내에서 혼합함으로써 수행될 수 있다. On the other hand, the mixing of the
이때, 상기 용매는 증류수, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 상기 용매가 이에 제한되는 것은 아니다.
At this time, the solvent may be at least one selected from the group consisting of distilled water, methanol, ethanol, isopropanol and butanol, but the solvent is not limited thereto.
상기 단계 1의 혼합은 5분 내지 3시간 동안 수행할 수 있고, 상기 단계 1은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합한 후, 100 내지 200 ℃의 온도에서 건조하여 수행될 수 있으나, 상기 혼합시간 및 건조 온도가 이에 제한되는 것은 아니다.
The mixing of the
본 발명에 따른 전해질층 제조방법에 있어서 단계 2는 상기 단계 1의 복합 재료를 이용하여 전해질층을 형성하는 단계이다.
In the method for producing an electrolyte layer according to the present invention,
상기 단계 2는 에어로졸 코팅방법으로 수행할 수 있다.
에어로졸 코팅 공정은 상온의 저진공(수 토르(torr)) 분위기에서 기공과 균열이 없고, 접착력이 매우 우수한 세라믹 후막 코팅을 제조할 수 있는 공정이다. The aerosol coating process is a process capable of producing a ceramic thick film coating which is free from pores and cracks in a low-vacuum (torr) atmosphere at room temperature and has excellent adhesion.
상기 공정은 무엇보다도 상온에서 이루어지기 때문에 고가의 금속 소재의 지지체에 적용할 경우 모재가 되는 금속 소재의 전기적 혹은 기계적 특성의 열적인 변형이 전혀 일어나지 않는 장점을 가지며, 전극/금속 지지체간 반응 문제 및 양극 소성 문제들을 모두 해결할 수 있다.
Since the above process is performed at room temperature above all, when the metal material is applied to a support of a high-priced metal material, there is no thermal deformation of the electrical or mechanical properties of the metal material. All of the anodization problems can be solved.
이때, 상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 기판과 노즐과의 거리는 5 내지 15 mm일 수 있다. At this time, when forming the electrolyte layer by the aerosol coating method, the distance between the substrate and the nozzle may be 5 to 15 mm.
만약, 상기 기판과 노즐과의 거리가 5 mm 미만인 경우에는 너무 강한 에어로졸의 충격에너지로 인해 균일한 층을 형성할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 기판과 노즐과의 거리가 15 mm 초과인 경우에는 치밀도가 낮은 층이 형성될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
If the distance between the substrate and the nozzle is less than 5 mm, a uniform layer can not be formed due to the impact energy of the aerosol, which is too strong. If the distance between the substrate and the nozzle is more than 15 mm A layer having a low density can be formed.
상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 기판의 이송속도는 5 내지 500 mm/s 일 수 있다. When forming the electrolyte layer by the aerosol coating method, the substrate transfer rate may be 5 to 500 mm / s.
만약, 상기 기판의 이송속도가 5 mm/s 미만인 경우에나 500 mm/s 초과인 경우에는 균일한 층이 제조될 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
If the substrate transport speed is less than 5 mm / s or more than 500 mm / s, a uniform layer can not be manufactured.
상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 에어로졸의 유량은 3 내지 300 L/min일 수 있다. When forming the electrolyte layer by the aerosol coating method, the flow rate of the aerosol may be 3 to 300 L / min.
만약, 상기 에어로졸의 유량이 3 L/min 미만인 경우에는 치밀도가 낮아 층이 쉽게 부서질 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 에어로졸의 유량이 300 L/min 초과인 경우에는 너무 강한 에어로졸의 분사로 인해 치밀도가 높은 막이 형성되지만 균일한 두께의 층을 얻기는 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
If the flow rate of the aerosol is less than 3 L / min, the layer may be easily broken due to a low density, and when the flow rate of the aerosol is more than 300 L / min, A film having a high density is formed, but it is difficult to obtain a layer having a uniform thickness.
나아가, 본 발명은,Further,
상기 전해질을 포함하는 고체 산화물 연료전지를 제공한다.
And a solid oxide fuel cell including the electrolyte.
종래에는 이트리아 안정화 지르코니아를 사용한 전해질층을 포함하는 연료전지는 양극 소성 중에 구조가 안정하지 못해 다공질로 변질하고, 내부응력이 강해 벗겨짐이 발생하여 불안정한 문제점이 있었다.
Conventionally, a fuel cell including an electrolyte layer using yttria-stabilized zirconia has a problem in that it is unstable during the anodizing process and becomes porous, and internal stress is strong and peeling occurs, which is unstable.
그러나, 본 발명에서는 이트리아 안정화 지르코니아 분말에 이트리아 분말을 혼합하여 복합재료를 제조하고 이를 전해질층으로 제조한 고체산화물 연료전지를 제공함으로써, 상기 고체산화물 연료전지는 전해질층과 기판과의 접착력이 우수하고, 연료전지의 제조공정 및 구동시의 고온에서도 미세구조가 치밀한 전해질층을 제공하므로 보다 안정적이고 우수한 전기전도도를 가질 수 있다.
However, in the present invention, by providing the solid oxide fuel cell in which the yttria powder is mixed with the yttria stabilized zirconia powder to prepare a composite material and the electrolyte layer, the adhesion of the electrolyte layer to the substrate is improved And provides a dense electrolyte layer at a high temperature during the manufacturing process of the fuel cell and at the time of driving, so that it can have more stable and excellent electric conductivity.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
단계 1: 이트리아 안정화 지르코니아 분말(13 중량%의 이트리아가 도핑된 지르코니아, FYT13.0-0005H, Unitec Ceramics)에 이트리아 분말(H. C. Stark)을 20 중량%로 하여, 전단 혼합기(shear mixer)로 에탄올 내에서 30 분간 혼합한 후, 건조기에서 150 ℃의 온도로 건조하여 이트리아 안정화 지르코니아-이트리아를 포함하는 복합재료를 제조하였다.
Step 1: 20% by weight of yttria powder (HC Stark) was added to a yttria-stabilized zirconia powder (13 wt% yttria-doped zirconia, FYT13.0-0005H, Unitec Ceramics) In ethanol for 30 minutes and then dried in a dryer at a temperature of 150 ° C to prepare a composite material containing yttria-stabilized zirconia-yttria.
단계 2: 노즐길이 35 mm, 기판과 노즐과의 거리 10 mm, 이송속도 10 mm/s, 에어로졸 유량 30 L/min, 탈습 압축 공기(dehumidified compressed air)를 사용하여, FCM-TC 분말을 1400 ℃의 온도에서 소결한 NiO-YSZ를 음극으로 한 기판 상에 상기 단계 1의 복합재료를 에어로졸 코팅법을 사용하여 전해질층을 제조하였다.
Step 2: The FCM-TC powder was heated to 1400 ° C using a nozzle length of 35 mm, a distance between the substrate and the nozzle of 10 mm, a feed rate of 10 mm / s, an aerosol flow rate of 30 L / min and dehumidified compressed air An electrolyte layer was prepared by using the aerosol coating method of the composite material of the
<실시예 2>≪ Example 2 >
상기 실시예 1의 단계 2에서 NiO-GDC/STS444를 테이프 적층 후, 1200 ℃의 온도에서 공소결한 구조체를 기판으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the NiO-GDC / STS444 tape was laminated in
<실시예 3>≪ Example 3 >
상기 실시예 1의 단계 2에서 c-cut 사파이어를 기판으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that c-cut sapphire was used as a substrate in the
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1의 단계 1에서 이트리아 분말을 5 중량%로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the yttria powder was mixed in an amount of 5% by weight in the
<실시예 5>≪ Example 5 >
상기 실시예 1의 단계 1에서 이트리아 분말을 10 중량%로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the yttria powder was mixed in an amount of 10% by weight in the
<실시예 6>≪ Example 6 >
상기 실시예 1의 단계 1에서 이트리아 분말을 30 중량%로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 30 weight% of yttria powder was mixed in the
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
상기 실시예 1의 단계 1에서 이트리아 안정화 지르코니아 분말을 650 ℃에서 열처리하여 전해질 재료로 사용하고, 이트리아 분말을 포함시키지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
The electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the yttria-stabilized zirconia powder was heat-treated at 650 ° C and used as an electrolyte material in
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
상기 실시예 2의 단계 1에서 이트리아 안정화 지르코니아 분말을 650 ℃에서 열처리하여 전해질 재료로 사용하고, 이트리아 분말을 포함시키지 않는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
The electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that the yttria-stabilized zirconia powder was heat-treated at 650 ° C. and used as an electrolyte material in the
<비교예 3>≪ Comparative Example 3 &
상기 실시예 3의 단계 1에서 이트리아 안정화 지르코니아 분말을 650 ℃에서 열처리하여 전해질 재료로 사용하고, 이트리아 분말을 포함시키지 않는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
The electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 3, except that the yttria-stabilized zirconia powder was heat-treated at 650 ° C to be used as an electrolyte material in
<비교예 4>≪ Comparative Example 4 &
상기 실시예 1의 단계 1에서 이트리아 분말을 0 중량%로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질층을 제조하였다.
An electrolyte layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the yttria powder was mixed at 0 wt% in the
<실험예 1> 전해질층의 구조적 안정성 분석Experimental Example 1 Analysis of Structural Stability of Electrolyte Layer
상기 실시예 1, 4 내지 6 및 비교예 1, 4에서 제조된 전해질층의 구조적 안정성을 분석하기 위해서, 에너지 분산형 X-선 분광기(EDS)를 사용하여 상기 실시예 1, 4 내지 6 및 비교예 4에서 제조된 전해질층의 표면 조성을 분석한 결과를 도 1에 도시하였다.
In order to analyze the structural stability of the electrolyte layers prepared in Examples 1, 4 to 6 and Comparative Examples 1 and 4, the energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) The results of analyzing the surface composition of the electrolyte layer prepared in Example 4 are shown in FIG.
또한, 일반적인 후속 양극형성온도인 1200 ℃에서 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전해질층을 열처리하기 전과 후, 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 단면을 관찰한 결과를 도 2에 도시하였으며, 시편에 가스압력을 가하며, 반대편에서 유량계(flow meter)로 기체의 누설량을 측정한 결과를 도 3에 도시하였다.
FIG. 2 shows the result of observing the cross section of the electrolyte layer prepared in Example 1 and Comparative Example 1 before and after the heat treatment by using a scanning electron microscope (SEM) at a general subsequent anode forming temperature of 1200 ° C The gas pressure was applied to the specimen, and the leakage amount of the gas was measured by a flow meter on the opposite side. The result is shown in FIG.
도 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 4의 경우 전해질층 내의 이트리아 함량은 0 %, 실시예 4는 약 10 %, 실시예 5는 약 20 %, 실시예 1은 약 45 %, 실시예 6은 약 70 %로 나타났고, 첨가한 이트리아 분말의 함량이 높을수록 제조되는 전해질층의 이트리아 함량도 증가하는 것으로 나타났다.
As shown in Fig. 1, the yttria content in the electrolyte layer in the electrolyte layer was 0%, about 4% in Example 4, about 20% in Example 5, about 45% in Example 1, About 70%, and the higher the content of added yttria powder, the more the yttria content of the electrolyte layer was increased.
이를 통해, 이트리아 분말의 함량이 20 % 이하인 경우, 전해질층의 이트리아 함량도 50 % 이하로 줄어들어 이트리아 안정화 지르코니아가 이트리아보다 높은 함량을 갖게 되므로 퍼콜레이션(percolation)이 이루어져 높은 전기전도도를 유지할 수 있음을 알 수 있다.
As a result, when the content of yttria powder is less than 20%, the yttria content of the electrolyte layer is reduced to less than 50%, so that yttria-stabilized zirconia has a higher content than yttria, so that percolation is carried out, Can be maintained.
도 2에 나타낸 바와 같이, 이트리아 안정화 지르코니아만으로 제조한 비교예 1의 전해질층의 경우 열처리를 수행하자 색이 하얗게 변색되며, 치밀하던 미세구조의 내부에 기공이 형성되어 있음을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 2, in the case of the electrolyte layer of Comparative Example 1 produced only with yttria-stabilized zirconia, the color was discolored white by heat treatment and pores were formed in the dense microstructure.
반면, 복합재료를 사용한 실시예 1의 경우에는 열처리 후에도 전해질층의 색이 열처리하기 전과 같이 반투명하게 유지되며, 치밀한 미세구조를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
On the other hand, in the case of Example 1 using the composite material, it is confirmed that the color of the electrolyte layer remains semitransparent and maintains a dense microstructure as it was before the heat treatment.
도 3에 나타낸 바와 같이, 이트리아 안정화 지르코니아만으로 제조한 비교예 1의 전해질층의 경우 0.02 m/min·cm2에서 4.2m/min·cm2로 열처리 후 유량이 급격히 증가함을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 3, it can be confirmed that the flow rate of the electrolyte layer of Comparative Example 1 prepared only with yttria-stabilized zirconia was increased from 0.02 m / min · cm 2 to 4.2 m / min · cm 2 after heat treatment.
반면, 복합재료를 사용한 실시예 1의 경우에는 0.02 m/min·cm2에서 0.05m/min·cm2로 유량에 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, in the case of Example 1 using the composite material, it can be seen that there is almost no difference in the flow rate from 0.02 m / min · cm 2 to 0.05 m / min · cm 2 .
이를 통해, 이트리아 안정화 지르코니아만으로 구성된 전해질층의 경우, 고온에서의 열처리 후 층 내부의 기공 형성에 의해 미세구조가 유지되지 못하는 것을 확인할 수 있다. As a result, it can be confirmed that the microstructure of the electrolyte layer composed of only yttria-stabilized zirconia is not maintained due to the pore formation in the layer after the heat treatment at a high temperature.
이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료로 제조된 전해질층의 경우, 고체산화물 연료전지 셀의 제작에 있어 필수적인 양극형성시의 고온의 환경에서도 미세구조가 안정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
In the case of an electrolyte layer made of a composite material containing yttria-stabilized zirconia and yttria, it can be confirmed that the microstructure is stably maintained even in a high-temperature environment at the time of forming an anode, which is essential for the production of a solid oxide fuel cell.
<실험예 2> 전해질층의 건전성 분석<Experimental Example 2> Analysis of the integrity of the electrolyte layer
상기 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 전해질층의 건전성을 분석하기 위해, 시편의 표면을 관찰한 사진을 도 4에 도시하였다.
FIG. 4 shows a photograph of the surface of the test piece for analyzing the integrity of the electrolyte layer prepared in Example 2 and Comparative Example 2. As shown in FIG.
도 4에 도시한 바와 같이, 이트리아 안정화 지르코니아만으로 제조한 비교예 1의 전해질층의 경우 층이 일부 벗겨져 나간 것을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 4, in the case of the electrolyte layer of Comparative Example 1 produced only with yttria-stabilized zirconia, it can be confirmed that the layer partially peeled off.
반면, 복합재료를 사용한 실시예 1의 경우에는 전해질층이 건전하게 유지됨을 확인할 수 있다.
On the other hand, in the case of Example 1 using the composite material, it can be confirmed that the electrolyte layer is maintained soundly.
이를 통해, 이를 통해, 이트리아 안정화 지르코니아만으로 구성된 전해질층의 경우, 코팅 중에 발생하는 높은 잔류 응력으로 기판의 음극부분이 일부 벗겨져 나가는 반면, 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료로 제조된 전해질층의 경우, 내부 응력 감소로 막이 건전하게 유지되므로 다층 코팅막 제조시 보다 유용하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. As a result, in the case of an electrolyte layer composed of only yttria-stabilized zirconia, a part of the cathode portion of the substrate is partially peeled off due to a high residual stress generated during the coating, while in the case of the electrolyte layer composed of yttria-stabilized zirconia and yttria, In the case of the electrolyte layer, since the film is maintained soundly due to the decrease in the internal stress, it can be seen that it can be more effectively used in the production of the multilayer coating film.
<실험예 3> 전해질층의 전기전도도 분석<Experimental Example 3> Electrical Conductivity Analysis of Electrolyte Layer
상기 실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 전해질층의 전기전도도를 분석하기 위하여, DC 4-probe법을 사용하여, 평면(in-plane)에서 650 ℃, 750 ℃에서 분석한 후 결과를 표 1에 나타내었다.
In order to analyze the electrical conductivities of the electrolyte layers prepared in Example 3 and Comparative Example 3, analysis was carried out at 650 ° C. and 750 ° C. in plane using the DC 4-probe method, and the results are shown in Table 1 Respectively.
표 1에 나타낸 바와 같이, 650 ℃에서 전기전도도를 측정한 경우 비교예 3은 1.71 mS/cm, 실시예 3은 1.56 mS/cm로 유사한 수준의 전기전도도를 갖는 것으로 나타났다. As shown in Table 1, when the electric conductivity at 650 ° C was measured, the electric conductivity of Comparative Example 3 was 1.71 mS / cm and that of Example 3 was 1.56 mS / cm.
750 ℃에서 전기전도도를 측정한 경우에도 비교예 3은 6.92 mS/cm, 실시예 3은 6.63 mS/cm으로 유사한 수준으로 나타났다.
Even when the electrical conductivity at 750 ° C was measured, it was 6.92 mS / cm for Comparative Example 3 and 6.63 mS / cm for Example 3.
이를 통해, 이트리아 안정화 지르코니아 및 이트리아를 포함하는 복합재료로 제조된 전해질층의 경우에도 종래의 이트리아로 제조된 전해질층과 유사한 전기전도도를 나타내므로, 고체산화물 연료전지의 전해질로 사용할 수 있음을 알 수 있다.
As a result, the electrolyte layer made of the composite material containing yttria stabilized zirconia and yttria exhibits electric conductivity similar to that of the conventional electrolyte layer made of yttria, and thus can be used as an electrolyte of a solid oxide fuel cell .
Claims (13)
An electrolyte comprising a composite material comprising yttria stabilized zirconia (YSZ) and yttria (Y 2 O 3 ).
상기 복합 재료는 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전해질.
The method according to claim 1,
Wherein the composite material is prepared by mixing an yttria-stabilized zirconia powder and an yttria powder.
상기 복합 재료는 복합재료 총 중량에 대하여 1 내지 25 중량%의 이트리아 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질.
3. The method of claim 2,
Wherein the composite material comprises 1 to 25% by weight of yttria powder based on the total weight of the composite material.
상기 이트리아 안정화 지르코니아 분말은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 총 중량에 대하여 5 내지 20 중량%의 이트리아를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질.
3. The method of claim 2,
Wherein the yttria-stabilized zirconia powder comprises 5 to 20 wt% yttria based on the total weight of the yttria-stabilized zirconia powder.
상기 단계 1의 복합 재료를 이용하여 전해질층을 형성하는 단계(단계 2);를 포함하는 전해질층 제조방법.
(Step 1) of preparing an yttria-stabilized zirconia-yttria (YSZ-Y 2 O 3 ) composite by mixing yttria-stabilized zirconia powder and yttria powder; And
And forming an electrolyte layer using the composite material of step 1 (step 2).
상기 단계 1의 복합 재료는 복합재료 총 중량에 대하여 1 내지 25 중량%의 이트리아 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the composite material of step 1 comprises 1 to 25% by weight of yttria powder based on the total weight of the composite material.
상기 단계 1의 이트리아 안정화 지르코니아 분말은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 총 중량에 대하여 5 내지 20 중량%의 이트리아를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the yttria-stabilized zirconia powder of step 1 comprises yttria in an amount of 5 to 20 wt% based on the total weight of the yttria-stabilized zirconia powder.
상기 단계 1의 혼합은 이트리아 안정화 지르코니아 분말 및 이트리아 분말을 용매 내에서 혼합함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the mixing of the step 1 is carried out by mixing the yttria-stabilized zirconia powder and the yttria powder in a solvent.
상기 단계 2는 에어로졸 코팅방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step (2) is carried out by an aerosol coating method.
상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 기판과 노즐과의 거리는 5 내지 15 mm인 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the distance between the substrate and the nozzle when forming the electrolyte layer by the aerosol coating method is 5 to 15 mm.
상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 기판의 이송속도는 5 내지 500 mm/s 인것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the substrate is conveyed at a speed of 5 to 500 mm / s when the electrolyte layer is formed by the aerosol coating method.
상기 에어로졸 코팅법으로 전해질층 형성시, 에어로졸의 유량은 3 내지 300 L/min인 것을 특징으로 하는 전해질층 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the flow rate of the aerosol during formation of the electrolyte layer by the aerosol coating method is 3 to 300 L / min.
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| KR20190077865A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 한국세라믹기술원 | Method for manufacturing ceramic thermal barrier coatings having enhanced thermal durability by controlling porosity |
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| JP2012502441A (en) * | 2008-09-11 | 2012-01-26 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | SOFC battery electrolyte and method for producing the same |
-
2013
- 2013-11-27 KR KR1020130145725A patent/KR101542906B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| JP2012502441A (en) * | 2008-09-11 | 2012-01-26 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | SOFC battery electrolyte and method for producing the same |
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| KR20190077865A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 한국세라믹기술원 | Method for manufacturing ceramic thermal barrier coatings having enhanced thermal durability by controlling porosity |
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