Abstract
Anode-supported flat tubular solid oxide fuel cell (SOFC) was investigated to increase the cell power density. The anode-supported flat tube was fabricated by extrusion process. The porosity and pore size of Ni/YSZ ($8mol\%$ yttria-stabilized zirconia) cermet anode were $50.6\%\;and\;0.23{\mu}m$, respectively. The Ni particles in the anode were distributed uniformly and connected well to each other particles in the cermet anode. YSZ electrolyte layer and multilayered cathode composed of $LSM(La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ composite, LSM, and $LSCF(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.7}O_3)$ were coated onto the anode substrate by slurry dip coating, subsequently. The anode-supported flat tubular cell showed a performance of $300mW/cm^2 (0.6V,\; 500 mA/cm^2)\;at\;500^{\circ}C$. The electrochemical characteristics of the flat tubular cell were examined by ac impedance method and the humidified fuel enhanced the cell performance. Areal specific resistance of the LSM-coated SUS430 by slurry dipping process as metallic interconnect was $148m{\Omega}cm^2\;at\;750^{\circ}C$ and then decreased to $148m{\Omega}cm^2$ after 450hr. On the other hand, the LSM-coated Fecralloy by slurry dipping process showed a high area specific resistance.
연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.
