• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2001.04a
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• pp.45-45
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• 2001

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.273-273
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• 2009

고체산화물 연료전지 (Solid Oxide Fuel Cell, 이하 SOFC)는 제조형태에 따라 크게 평판형과 원통형으로 구분할 수 있다. 단위면적당 출력 효율이 높은 평판형의 장점과 원통형의 밀봉이 용이한 장점을 동시에 가지는 평관형 형태로 지지체를 제작하였으며, 셀의 배치를 평면상 직렬로 연결하는 다전지식으로 구성함으로 전극의 길이나, 셀 간격을 기존 평판형이나 원통형에 비해 대폭 감소시켜 단위면적당 전압 및 출력효율을 높이고자 하였다. Segmented 평관형 지지체의 소재로는 연료전지의 성능 특성에 관여하지 않으며 열사이클 저항성과 기계적 강도가 우수한 spinel구조를 가지는 $MgAl_2O_4$를 선정하였다. 연료가스의 원활한 공급이 가능하도록 carbon을 기공 전구체로 사용하여 압출성형하였으며 건조과정에서 crack이 생기지 않는 공정을 확립한 후 $1400^{\circ}C$ 에서 소결하였다. 제조된 지지체는 수은침투법과 3점 굽힘 강도법으로 기공율과 기계적 강도를 각각 측정하였다. Anode를 스크린 프린팅법으로 지지체 위에 적층한 후 미세구조를 확인하였고 이를 바탕으로 다공성이며 기계적 강도를 가지고 음극과의 반응이 없는 우수한 지지체를 제조할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.883-884
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• 2010

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.11a
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• pp.601-602
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• 2010

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2001.06a
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• pp.114-117
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• 2001

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.137.1-137.1
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• 2010

SOFC cell 하나의 전위차는 약1.1V이기 때문에 발전용으로 사용하기 위해서는 수많은 단전지를 직렬로 연결하는 구조가 필요하다. 이러한 stack의 디자인에서 발생하는 문제를 획기적으로 개선한 형태가 하나의 지지체에 셀을 직렬로 연결함으로 전극의 선폭 및 단위 셀 간의 간격이 기존 평판형, 원통형에 비해 대폭 축소되어 전극 및 연결재의 저항손실을 최소화할 수 있는 Segmented형 SOFC이다. Segmented SOFC에 적용하기 위한 세라믹 다공성 지지체는 연료와 공기에서의 화학적 안정성, 셀의 구성소재와 반응이 없으며 열팽창계수가 유사해야하는 특성을 가져야하는데 그 중에서도 지지체로써 적절한 기계적 강도와 높은 가스투과도가 요구되어진다. 본 연구에서는 고온에서 안정한 Spinel의 MgAl2O4를 주성분으로 하는 다공성 지지체를 압출 성형하여 평관형으로 제조하였으며 활성탄을 기공형성제로 사용하여 연료의 공급이 원활하도록 약 30%의 기공율을 가지는 다공성 세라믹 지지체를 제조하였다. 제조된 세라믹 지지체에 연료극(NiO/YSZ), 전해질(TZ8Y), 공기극(LSM)을 코팅하여 실제 SOFC에 적용이 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.4
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• pp.749-753
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• 2012

In present work, anode support for micro-tubular SOFC was fabricated with outer diameter of 3 mm and characterized with microstructure, mechanical properties and gas permeability. The microstructure of surface and cross section of a porous anode support were analyzed by using SEM (Scanning Electron Microscope) image. The gas permeability and the mechanical strength of anode support was measured and analysed by using differential pressure at the flow rates of 50, 100, 150 cc/min. and using universal testing machine respectively. The unit cell composed of NiO-YSZ, YSZ, YSZ-LSM/LSM/LSCF was fabricated and operated with reaction temperature and fuel flow rate and showed maximum power density of $1095mW/cm^2$ on the condition of $800^{\circ}C$. The performance of single cell for micro-tubular SOFC increased with the increasing the reaction temperature due to the decrement of ohmic resistance of cell by the increment of the ionic conductivity of electrolyte through the evaluation of electrochemical impedance analysis for single cell with reaction temperature.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.23 no.1
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• pp.43-48
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• 2012

This paper presents the characterization of micro-tubular SOFCs using three different anode current collecting methods of inlet current collection (IC), both current collection (BC) and total current collection (TC). The maximum power densities of SOFCs at $750^{\circ}C$ using IC, BC and TC were 56 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.13 A/$cm^2$), 236 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.55 A/$cm^2$) and 261 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.61 A/$cm^2$) respectively. It was confirmed by impedance spectroscopy that both the polarization resistance and the ohmic resistance were dramatically increased at SOFC with IC.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2004.04a
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• pp.2070-2075
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• 2004

Performance of a solid oxide fuel cell (SOFC) can be enhanced by converting thermal energy of its high temperature exhaust gas to mechanical power using a micro gas turbine (MGT). A MGT plays also an important role to pressurize and warm up inlet gas streams of the SOFC. In this study, the influence of performance characteristics of the tubular SOFC on the hybrid power system is discussed. For this purpose, detailed heat and mass transfer with reforming and electrochemical reactions in the SOFC are mathematically modeled, and their results are reflected to the performance analysis. The analysis target is 220kWe SOFC/MGT hybrid system based on the tubular SOFC developed by Siemens-Westinghouse. Special attention is paid to the ohmic losses in the tubular SOFC counting not only current flow in radial direction, but also current flow in circumferential direction through the anode and cathode.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.12 no.2
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• pp.119-130
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• 2009

This article reviews recent R&D trends in SOFC development with an emphasis on industries that can produce the SOFC stack and power generation system. SOFC is an electrochemical device that can convert the chemical energy of fuel into the electrical energy with environment friendly system and high efficiency. SOFC power generation system could be classified as the portable power generation system, auxiliary power unit(APU), residential power generation(RPG) and large size distributed power generation. In the case of more than 10kW system, the major R&D trends are focused on the tubular type SOFC system with high efficient and long term stability to meet the commercialization of SOFC power generation system.